UISRAEL - EC - SIS - 378.242 - 310

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA ISRAEL
TRABAJO DE TITULACIÓN
CARRERA: Ingeniería de Sistemas
TEMA: Optimización de una red de área amplia mediante la instalación de un
dispositivo acelerador de redes WAN.
AUTOR: Flavio Vinicio Valdivieso Vintimilla
TUTOR: Ing. Franz del Pozo
2014
AGRADECIMIENTO
Mi eterna gratitud a todos los maestros que han formado
parte de mi educación y que con sus conocimientos me
han permitido avanzar como profesional y como persona.
A mis colegas del área de sistemas del organismo
internacional para el que trabajo, quienes aportaron con
sus conocimientos en el plan de implementación de este
proyecto y cuyos resultados han sido utilizados como la
base para este trabajo de investigación.
A mis padres Reinaldo Valdivieso y Eulalia Vintimilla, que
con su apoyo y cariño me dieron ánimo en los momentos
difíciles.
A mis hijas, Daniela, Doménica y Juliana quienes son el
motivo y mi razón para luchar cada día y que con su cariño
llenan mi corazón de amor.
A mi amada esposa Lorena de los Ángeles Vargas, que me
acompaño en todo el proceso y que junto a mi pasó
muchas noches en vela, logrando no solo cumplir las
tareas sino acrecentar el amor mutuo y verdadero.
"El agradecimiento es la memoria del corazón" – Lao Tsé
DEDICATORIA
Dedico este trabajo primeramente a Dios y a la Virgen
Dolorosa del Colegio, pues sin ellos y su intercesión, nada
es posible; a mis padres, siempre presentes en mi vida y a
quienes amo infinitamente, a la Universidad Israel que
aportó con mi formación profesional, a mi Tutor el Ing.
Franz del Pozo y la coordinadora la Ing. Miryan Almache
quienes con sus conocimientos, me orientaron para la
culminación del mismo.
A mis hijas que han estado junto a mí en todo momento y
que me brindaron su ternura y compañía incondicional, a
mi hija Daniela, que con sus palabras de aliento me
motivaron a seguir adelante y me dieron el coraje para
mostrarle que no hay obstáculo, ni edad para cumplir los
sueños.
Y en especial, dedico este trabajo a mi esposa Lorena
quien ha sido el eje fundamental para lograr la culminación
de esta etapa y quien me ha dado la fuerza con su
compañía, palabras y amor, para superar cualquier
obstáculo que encontré en el camino y así lograr las metas
y objetivos propuestos.
“No voy a aprender acerca del fuego a fuerza de pensar en
el fuego, sino a fuerza de hacer arder las cosas.” - Carla
Needleman
INTRODUCCIÓN
I
1.
2.
3.
4.
5.
I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
OBJETIVO GENERAL
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
JUSTIFICACIÓN DE ESTE PROYECTO
HIPÓTESIS
CAPÍTULO 1: FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
6.
7.
8.
9.
REDES WAN
6.1 ¿QUÉ ES UNA RED WAN?
6.2 INFRAESTRUCTURA DE REDES WAN PRIVADAS
6.2.1 LEASED LINES (LÍNEAS ARRENDADAS)
6.2.2 ACCESO TELEFÓNICO (DIALUP)
6.2.3 RED DIGITAL DE SERVICIOS INTEGRADOS (ISDN POR SUS SIGLAS EN INGLES)
6.2.4 FRAME RELAY
6.2.5 ATM
6.2.6 ETHERNET WAN
6.2.7 MPLS
6.2.8 VSAT
UNIDADES DE MEDIDA DE TRANSFERENCIA DE BITS EN UNA RED
7.1 CAPAS Y UNIDADES DE DATOS DEL MODELO OSI
7.2 TASA DE BITS (BIT RATE)
7.3 TASA DE TRANSFERENCIA BRUTA DE BITS (GROSS BIT RATE)
7.4 TASA DE INFORMACIÓN (INFORMATION RATE)
7.5 TASA DE TRANSFERENCIA DE DATOS (GOODPUT)
MEDIDAS DEL RENDIMIENTO DE UNA RED
8.1 ANCHO DE BANDA (BANDWITH)
8.1.1. CAPACIDAD DE ANCHO DE BANDA DE RED
8.1.2. EL CONSUMO DE ANCHO DE BANDA DE RED
8.1.3 ANCHO DE BANDA ASINTÓTICA (ASYMPTOTIC BANDWITH)
8.1.4 ANCHO DE BANDA EN ALOJAMIENTO DE WEB (BANDWITH IN WEBHOSTING)
8.1.5 ANCHOS DE BANDA DE CONEXIÓN A INTERNET.
8.2 CAUDAL (NETWORK THROUGHPUT)
8.3 LATENCIA
8.4 JITTER
8.5 TASA DE ERROR
MEDICIÓN DEL CAUDAL DE RED
9.1 TEORÍA DE LA MEDICIÓN
9.2 SOFTWARE PARA PRUEBA DE ANCHO DE BANDA
9.3 NOMENCLATURA DE LAS MEDIDAS DE CAUDAL
9.4 COMPRESIÓN DE DATOS EN EL CAUDAL
9.5 LOS ENCABEZADOS DE TRANSMISIÓN Y EL FORMATO DE DATOS
V
V
V
V
1
1
1
1
1
3
5
7
8
9
11
12
13
13
14
14
15
18
19
19
20
20
21
21
22
22
23
23
23
24
25
25
26
27
28
10.
9.5.1 ESQUEMA DE CODIFICACIÓN HDLC
9.5.2 ESQUEMA DE CODIFICACIÓN PPP
9.5.3 ESQUEMA DE CODIFICACIÓN ETHERNET
9.6 TRANSPORTE DE DATOS EN PROTOCOLOS DE BAJO NIVEL
9.6.1 TRANSPORTE DE DATOS EN FRAME RELAY
9.6.2 TRANSPORTE DE DATOS EN ATM
9.6.3 TRANSPORTE DE DATOS EN MPLS
9.7 TRANSPORTE DE DATOS EN PROTOCOLOS DE NIVEL SUPERIOR
9.8 HERRAMIENTAS DISPONIBLES PARA LA MEDICIÓN DEL CAUDAL
¿QUÉ AFECTA EL RENDIMIENTO DE UNA RED WAN?
10.1.1 LATENCIA
10.1.2 TAMAÑO DE LA VENTANA TCP
30
30
30
31
31
31
31
32
32
33
33
33
CAPÍTULO 2: DIAGNÓSTICO DEL PROBLEMA ESTUDIADO
35
CAPÍTULO 3: PRESENTACIÓN DE RESULTADOS
40
11.
12.
13.
MODELO PROPUESTO
40
11.1 CONCEPTO DE OPTIMIZADORES WAN
41
11.1 EVALUACIÓN DE LA NECESIDAD DE OPTIMIZAR LA WAN
41
11.3 VENTAJAS DE LOS OPTIMIZADORES WAN
42
11.4 DESVENTAJAS DE LOS OPTIMIZADORES WAN
42
11.5 BENEFICIOS DE LOS OPTIMIZADORES WAN
42
11.6 FUNCIONAMIENTO DE LOS OPTIMIZADORES WAN
43
11.7 TECNOLOGÍA USADA POR LOS ACELERADORES DE RIVERBED
44
11.7.1 TECNOLOGÍA STEELHEAD
44
11.7.1.1 RACIONALIZACIÓN DE DATOS (DATA STREAMLINING)
44
11.7.1.2 RACIONALIZACIÓN DE TRANSPORTE (TRANSPORT STREAMLINING)
45
11.7.1.3 RACIONALIZACIÓN DE APLICACIÓN
46
11.8 ESPECIFICACIONES DE LOS EQUIPOS RIVERBED
46
APLICACIÓN DEL MODELO PROPUESTO
47
12.1 EQUIPO OPTIMIZADOR WAN DE RIVERBED INSTALADO EN EL RACK PRINCIPAL.
47
12.2 CONEXIÓN DEL ACELERADOR RIVERBED CON EL SWITCH PRIMARIO
47
12.3 VISTA POSTERIOR DE LOS PUERTOS EN EL EQUIPO
48
12.4 SLOTS DISPONIBLES EN EL EQUIPO
48
12.5 DIAGRAMA DE CONECTIVIDAD WAN
49
12.6
49
PRUEBAS REALIZADAS CON EL OPTIMIZADOR RIVERBED STELLHEAD.
50
13.1 PRUEBA 1 – TIEMPO DE ACCESO A LA PÁGINA PRINCIPAL DE LA INTRANET
50
13.2 PRUEBA 2 - TIEMPO DE ACCESO A UNA PÁGINA WEB DE LA INTRANET
50
13.3 PRUEBA 3 – TIEMPO DE ACCESO A UNA SEGUNDA PÁGINA WEB DE LA INTRANET
50
13.4 PRUEBA 4 – TIEMPO DE COPIA DE UN ARCHIVO DESDE UN SERVIDOR EN EL HUB A UN DISCO
50
LOCAL.
13.5 PRUEBA 5 – TIEMPO DE COPIA DE UN ARCHIVO DESDE UN SERVIDOR EN EL HUB A UN DISCO
LOCAL.
51
14.
13.6 PRUEBA 6 - COPIA DE SEGUNDO ARCHIVO DESDE UN DISCO LOCAL A UN SERVIDOR EN EL HUB. 51
13.7 PRUEBA 7 - TIEMPO PARA ABRIR UNA APLICACIÓN WEB DE LA INSTITUCIÓN
51
13.8 CRITERIO DE SELECCIÓN DE LOS PAÍSES
52
RESULTADOS DE LA PRUEBA
52
14.1 RESULTADOS CONSOLIDADOS POR PRUEBA
53
14.1.1 RESULTADO PRUEBA 1 – TIEMPO DE ACCESO A LA PÁGINA PRINCIPAL DE LA INTRANET
53
14.1.3 RESULTADO PRUEBA 3 – TIEMPO DE ACCESO A UNA SEGUNDA PÁGINA WEB DE LA INTRANET 54
14.1.5 RESULTADO PRUEBA 5 – TIEMPO DE COPIA DE UN ARCHIVO DESDE UN SERVIDOR EN EL HUB A
55
UN DISCO LOCAL.
14.1.6 RESULTADO PRUEBA 6 - COPIA DE UN SEGUNDO ARCHIVO DESDE UN DISCO LOCAL A UN
SERVIDOR EN EL HUB.
55
14.1.7 RESULTADO PRUEBA 7 - TIEMPO PARA ABRIR UNA APLICACIÓN WEB DE LA INSTITUCIÓN
56
14.2 RESULTADOS CONSOLIDADOS PAÍS
56
ARGENTINA:
56
14.3 COMPARACIÓN GRÁFICA DE LOS RESULTADOS
59
14.4 RESULTADOS GENERALES POR PRUEBA
63
14.5 RESULTADOS GENERALES POR PAÍS, TIPO DE CONEXIÓN Y EQUIPO UTILIZADO
63
CONCLUSIONES
64
RECOMENDACIONES
65
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
65
Introducción
1. Planteamiento del Problema
De acuerdo al estudio realizado por Cisco sobre el tráfico de datos IP, (Cisco, 2014,
Forecast and Methodology 2013-2018), el tráfico IP global anual superará el umbral
del zettabyte (1.000 exabytes) en 2016. El tráfico IP Global alcanzará 1.1 zettabytes
por año o 91.3 exabytes (un billón de gigabytes) por mes en 2016. En el 2018, el
tráfico IP global alcanzará 1.6 zettabytes por año, o 13.6 exabytes por mes.
Esto indica que el tráfico IP global ha aumentado más de cinco veces en los últimos 5
años y se triplicará durante los próximos 5 años. En general, el tráfico IP crecerá a una
tasa de crecimiento anual compuesta (Compound Annual Grow Rate, CAGR) del 21
por ciento del 2013 al 2018.
Las horas de mayor tráfico de Internet están creciendo más rápidamente que el tráfico
de Internet promedio. Estas horas de mayor tráfico de internet (o el período más activo
de 60 minutos en un día) aumentaron un 32 por ciento en 2013, frente a un
crecimiento del 25 por ciento en el tráfico promedio. Esto se incrementará por un factor
de 3,4 entre 2013 y 2018, mientras que el tráfico de Internet promedio aumentará 2,8
veces. Las horas de mayor tráfico de Internet alcanzará 1,0 petabits por segundo
(PBP) en 2018, el equivalente de 335 millones de personas en “streaming” de video de
alta definición (HD) continuamente.
Más de la mitad de todo el tráfico IP se originará con dispositivos que no son PCs en
2018. En 2013, sólo el 33 por ciento del tráfico total IP se originó con dispositivos que
no son PCs, pero en 2018 la participación tráfico IP de dispositivos no PC crecerá un
total de 57 por ciento.
El tráfico originado por PCs crecerá a una tasa compuesta anual del 10 por ciento,
mientras que los televisores, tablets, smartphones y módulos de maquina a máquina
(M2M) tendrán tasas de crecimiento del tráfico de un 35 por ciento, 74 por ciento, 64
por ciento, y 84 por ciento, respectivamente.
El tráfico procedente de dispositivos inalámbricos y móviles superará el tráfico
procedente de dispositivos cableados de 2018. En 2018, los dispositivos con cable
representarán el 39 por ciento del tráfico IP, mientras que Wi-Fi y dispositivos móviles
i
representarán el 61 por ciento del tráfico IP. En 2013, los dispositivos con cable
representaron la mayor parte del tráfico IP en con el 56 por ciento.
El tráfico global de Internet en 2018 será equivalente a 64 veces el volumen de toda la
Internet mundial en 2005. A nivel mundial, el tráfico de Internet llegará a 14 gigabytes
(GB) per cápita en 2018, frente a los 5 GB per cápita en 2013.
El número de dispositivos conectados a redes IP será casi el doble de la población
mundial en el año 2018. Habrá casi tres dispositivos en red por habitante, frente a los
casi dos dispositivos conectados en red por habitante en 2013. Acelerados en parte
por el aumento en los dispositivos y las capacidades de los dispositivos, el tráfico IP
per cápita alcanzará los 17 GB por habitante en 2018, frente a los 7 GB per cápita en
2013.
La figura 1 muestra la proyección hasta el 2018 de dispositivos conectados vía IP.
(Cisco, 2014, Global Mobile Data Traffic Forecast Updated 2013-2018)
Figura 1. Dispositivos o compartición de conexiones en 2013, 2018.
Adicionalmente a esto, (Dataroam, octubre 2014, www.dataroam.co.uk, ¿What is
mobile data?), los usuarios de teléfonos inteligentes, además de realizar llamadas
telefónicas y enviar mensajes de texto, la mayoría de las actividades en un
smartphone moderno consumirán datos. Estas actividades incluyen; navegar por la
web, leer y enviar correos electrónicos, comprobando Facebook y Twitter, compartir
ii
fotos, la descarga de aplicaciones, la descarga de música, escuchar la radio en línea y
ver vídeos en YouTube.
De acuerdo al visual network index de Cisco, (Cisco, 2014, Global Mobile Data Traffic
Forecast Update 2013, Trend 4), la proliferación de los teléfonos de gama alta, tablets
y laptops en las redes móviles es un generador de tráfico importante, ya que estos
dispositivos ofrecen a los consumidores contenido y aplicaciones no compatibles con
las anteriores generaciones de dispositivos móviles.
Como se muestra en la Figura 2, un solo teléfono inteligente puede generar tanto
tráfico como 49 teléfonos de características básica; una tablet tanto tráfico como 127
teléfonos de característica básica; y una sola computadora portátil puede generar tanto
como 227 teléfonos de características básicas.
Figura 2. Dispositivos de última tecnología multiplican significativamente el tráfico.
iii
Se espera que el tráfico medio por dispositivo aumente rápidamente durante el periodo
de previsión, como se muestra en la tabla 1.
Tabla 1. Resumen de crecimiento de uso por dispositivo, MB por mes.
Tipo de Dispositivo
2013
2018
Nonsmartphone
10.8
45
M2M Module
61
451
Wearable Device
78
345
Smartphone
529
2,672
4G Smartphone
1,984
5,371
Tablet
1,374
5,609
4G Tablet
2,410
9,183
Laptop
2,455
5,095
Fuente: Cisco VNI Mobile, 2014
El crecimiento en el uso por dispositivo supera el crecimiento en el número de
dispositivos.
Como se muestra en la tabla 2, la tasa de crecimiento de tráfico de datos móviles de
los nuevos dispositivos es de dos a cinco veces mayor que la tasa de crecimiento de
los usuarios.
Tabla 2. Comparación de crecimiento de unidad dispositivo global y crecimiento de
tráfico de datos móviles global.
Tipo de
Dispositivo
Crecimiento en
Dispositivos,
2013–2018 CAGR
Crecimiento en
Mobile Data Traffic,
2013–2018 CAGR
Smartphone
18%
63%
Tablet
41%
87%
Laptop
13%
30%
M2M Module
43%
113%
Fuente: Cisco VNI Mobile, 2014
iv
2. Objetivo General
El objetivo general de este proyecto integrador de carrera, es el de analizar la
optimización de la transmisión del tráfico de datos en una red de área amplia privada
que cuenta con múltiples puntos de conexión en varios países; utilizando la
infraestructura actual mediante la implementación de un acelerador de WAN.
3. Objetivos Específicos
 Determinar si la
instalación
de
un
acelerador
WAN
incrementa
significativamente el tiempo de respuesta de un enlace en una red área amplia.

Analizar los resultados que se obtienen luego de la instalación de un
optimizador WAN.

Determinar si se puede mantener la infraestructura existente de una
organización, sin tener que incrementar el ancho de banda, optimizando la
forma y método de transmisión de los datos por el canal proporcionado.

Verificar si el tipo de enlace influye en la optimización de una red WAN.
4. Justificación de este proyecto
Este proyecto es necesario para aportar con mejoras en los tiempos de respuesta de
los enlaces dedicados de redes WAN y a su determinar si la inversión en dispositivos
aceleradores de redes WAN es mejor que la inversión en incrementos de ancho de
banda en las instituciones que usan una WAN.
5. Hipótesis
La instalación de un optimizador WAN en una red, mejora el rendimiento de la misma,
al reducir los tiempos de transmisión de los datos.
v
Capítulo 1: Fundamentación teórica
6. Redes WAN
6.1 ¿Qué es una red WAN?
Danna Shirley Cepeda Rueda (Manual de las redes de datos, 2014, Pág. 9), define a
las redes de área amplia, o WAN (Wide Area Network por sus siglas en inglés), como
redes de ordenadores que abarcan varias ubicaciones físicas, proveyendo servicio a
una zona, un país, incluso varios continentes. Es cualquier red que une varias redes
locales, llamadas LAN, por lo que sus miembros no están todos en una misma
ubicación física.
Muchas WAN son construidas por organizaciones o empresas para su uso privado,
otras son instaladas por los proveedores de internet (ISP) para proveer conexión a sus
clientes.
Las conexiones de alta velocidad que hoy en día proporcionan el Internet, hacen que
un gran porcentaje de las redes WAN se basen en ese medio, reduciendo la
necesidad de redes privadas WAN, lo que ha permitido que las redes privadas
virtuales que utilizan cifrado y otras técnicas para generar una red dedicada sobre
comunicaciones en internet, se incrementen continuamente.
6.2 Infraestructura de redes WAN privadas
En el libro Connection Networks, (Cisco, 2014, Connecting Networks Companion
Guide, Pg. 54-63), se detalla la Infraestructuras privadas de WAN que se incluyen a
continuación; Leased Lines, Dialup Access, ISDN, Frame Relay, ATM, MPLS, Ethernet
WAN, y VSAT.
6.2.1 Leased Lines (líneas arrendadas)
Cuando se requieren conexiones dedicadas permanentes, un enlace punto a punto se
utiliza para proporcionar una ruta de comunicaciones WAN pre-establecida desde las
instalaciones del cliente a la red de proveedores. Las líneas punto a punto suelen ser
alquilados a un proveedor de servicios y se llaman líneas arrendadas (Leased Lines).
1
Las líneas arrendadas han existido desde la década de 1950, y por esta razón se las
hace referencia con diferentes nombres, tales como circuitos arrendados, enlace serie,
línea serie, enlace punto a punto, o líneas T o T1 / E1 o T3 / E3.
El término línea arrendada se refiere al hecho de que la organización paga una cuota
mensual de arrendamiento a un proveedor de servicios (ISP) para utilizar la línea. Las
líneas arrendadas están disponibles en diferentes capacidades y generalmente tienen
un precio basado en el ancho de banda requerido y la distancia entre los dos puntos
conectados.
En América del Norte, los proveedores de servicios utilizan el sistema T-carrier para
definir la capacidad de transmisión digital de un enlace serial de cobre, mientras que
Europa utiliza el sistema E-carrier, como se muestra en la Figura 3. (Cisco, 2014,
Networking Academy, Connecting Networks Companion Guide: Connecting to the
WAN, punto 2.2.2.1)
Figura 3. Ejemplo de una Topología de Línea Arrendada
Por ejemplo, un enlace T1 soporta 1,544 Mbps, un E1 soporta 2,048 Mbps, un T3
soporta 43,7 Mbps, y una conexión E3 soporta 34.368 Mbps. Las tasas de transmisión
de una portadora optica
(OC por sus siglas en inglés) se utilizan para definir la
capacidad de transmisión digital de una red de fibra óptica.
Las ventajas de las líneas arrendadas incluyen:

Simplicidad:
Enlaces
de
comunicación
Punto-a-Punto
requieren
conocimientos mínimos para instalar y mantener.

Calidad: Enlaces de comunicación de Punto-a-Punto suelen ofrecer una alta
calidad de servicio, si es que tienen un ancho de banda adecuado. La
2
capacidad dedicada elimina la latencia o jitter entre los puntos finales
(endpoints).

Disponibilidad:
Disponibilidad
constante
es
esencial
para
algunas
aplicaciones, tales como el comercio electrónico. Enlaces de comunicación
punto a punto proporcionan, capacidad dedicada permanente, que se requiere
para VoIP o video a través de IP.
Algunas de las desventajas de una línea alquilada son:
•
Costo: Enlaces punto a punto son generalmente el tipo más costoso de acceso
WAN. El costo de las soluciones de líneas arrendadas puede llegar a ser
significativo cuando se utilizan para conectar muchos sitios en distancias
crecientes. Además, cada punto final requiere una interfaz en el ruteador, lo
que aumenta los costes de equipamiento.
•
Flexibilidad Limitada: El tráfico en una WAN es a menudo variable y las
líneas arrendadas tienen una capacidad fija, de modo que el ancho de banda
de la línea rara vez coincide con exactitud con la necesidad. Cualquier cambio
a la línea arrendada generalmente requiere una visita por personal de ISP para
ajustar la capacidad.
6.2.2 Acceso Telefónico (Dialup)
El acceso a una WAN por medio de acceso telefónico puede ser necesario cuando no
hay otra tecnología WAN disponible. Por ejemplo, una ubicación remota puede utilizar
un módem analógico y líneas telefónicas análogas para proveer de baja capacidad y
conexiones conmutadas dedicadas. Acceso telefónico es adecuado cuando se
necesitan transferencias de datos intermitentes, de bajo volumen.
La telefonía tradicional utiliza un cable de cobre para el bucle local que conecta el
auricular del teléfono en las instalaciones del abonado a la compañía proveedora. La
señal en el bucle local durante una llamada es una continua variación de la señal que
es una traducción de la voz del abonado en una señal analógica.
Bucles locales tradicionales pueden transportar datos informáticos binarios a través de
la red telefónica de voz utilizando un módem. El módem modula los datos binarios en
una señal analógica en la fuente y demodula la señal analógica en datos binarios en el
3
destino. Las características físicas de bucle local y su conexión a la PSTN limitan la
velocidad de la señal a menos de 56 Kbps.
Para las pequeñas empresas, estas conexiones de acceso telefónico de relativamente
de baja velocidad son adecuados para el intercambio de cifras de ventas, los precios,
los informes de rutina y correo electrónico. El uso de acceso telefónico automático en
la noche o los fines de semana para las transferencias de archivos de gran tamaño y
copias de seguridad de datos puede aprovechar los costos menores de las horas no
pico. Las tarifas se basan en la distancia entre los puntos finales, la hora del día y la
duración de la llamada.
Las ventajas del módem y líneas analógicas son simplicidad, disponibilidad y bajo
costo de implementación. Las desventajas son las bajas velocidades de transmisión
de datos y un tiempo de conexión relativamente largo. El circuito dedicado tiene poco
retardo o jitter para el tráfico punto a punto, pero la voz o el tráfico de video no
funciona adecuadamente a estas tasas de bits bajas.
La figura 4 muestra una topología de muestra de dos sitios remotos de interconexión
con los módems de acceso telefónico. (Cisco, Connection Networks, Connecting
Networks Companion Guide, Pg. 54-63).
Figura 4. Ejemplo de Topología Dialup
NOTA: A pesar de que muy pocas empresas apoyan el acceso telefónico, sigue
siendo una solución viable para las zonas remotas con limitadas opciones de acceso
WAN.
4
6.2.3 Red Digital de Servicios Integrados (ISDN por sus siglas en ingles)
La red digital de servicios integrados (RDSI) es una tecnología de conmutación de
circuitos que permite que el bucle local de un PSTN (Public Switched Telephone
Network) trasnporte señales digitales, lo que resulta en conexiones conmutadas de
mayor capacidad.
ISDN cambia las conexiones internas de la PSTN, de transportar señales portadoras
analógicas por señales digitales multiplexadas en división de tiempo (TDM). TDM
permite que dos o más señales, o cadenas de bits, ser transferidos como subcanales
en un solo canal de comunicación. Las señales parecen ser transferidas
simultáneamente; pero físicamente, las señales están tomando turnos en el canal.
La Figura 5 muestra un ejemplo de topología ISDN. La conexión ISDN puede requerir
un adaptador de terminal (TA), que es un dispositivo que se utiliza para conectar una
conexión ISDN BRI (Basic Rate Interface) a un ruteador.
Figura 5. Ejemplo de Topología ISDN
ISDN convierte el bucle local en una conexión digital TDM. Este cambio permite al
bucle local transportar señales digitales que resultan en conexiones conmutadas de
mayor capacidad. La conexión utiliza canales portadores de 64 Kbps (B) para
transportar voz o datos y un canal de señalización delta (D) para el establecimiento de
llamada y otros fines. (Cisco, 2014, Connection Networks, Connecting Networks
Companion Guide, Pg. 54-63).
Hay dos tipos de interfaces ISDN:
5
6.2.3.1 Basic Rate Interface (BRI): ISDN BRI está destinado para el hogar y
pequeñas empresas y proporciona dos canales B de 64 Kbps y un canal D de
16 Kbps. El canal D BRI está diseñado para el control y a menudo no es
utilizado, ya que sólo tiene dos canales B para control (Figura 6).
Figura 6. ISDN BRI
6.2.3.2 Primary Rate Interface (PRI): ISDN también está disponible para las
instalaciones de mayor tamaño. En Norte América, PRI ofrece 23 canales B
con 64 Kbps y 1 canal D con 64 Kbps, para una tasa de bits total de hasta
1.544 Mbps. Incluyendo algunos bits
adicionales en la cabecera para la
sincronización. En Europa, Australia y otras partes del mundo, ISDN PRI ofrece
30 canales B y 1 canal D, para una tasa de bits total de hasta 2.048 Mbps,
incluyendo los bits de cabecera para sincronización (véase la Figura 7).
Figura 7. ISDN PRI
BRI tiene un tiempo de establecimiento de llamada que es menor de un segundo y el
canal B de 64 Kbps ofrece mayor capacidad que un enlace de módem analógico. Si se
requiere mayor capacidad, un segundo canal B se puede activar para proporcionar un
total de 128 Kbps. Aunque es inadecuada para vídeo, esto permite varias
conversaciones de voz simultáneas, además de tráfico de datos.
Otra aplicación común de redes ISDN es proporcionar capacidad adicional en una
6
conexión de línea arrendada según sea necesario. La línea arrendada está
dimensionada para soportar cargas de tráfico promedio mientras ISDN es añadida
durante los períodos de máxima demanda. ISDN también se utiliza como respaldo
(línea secundaria) si la línea arrendada falla. Las tarifas ISDN se calculan de acuerdo
a una base por canal B y son similares a los de conexiones de voz analógicas.
Con ISDN PRI, múltiples canales B se pueden conectar entre dos puntos finales
(endpoints). Esto permite conexiones de videoconferencia y conexiones de datos de
gran ancho de banda, sin latencia o jitter. Sin embargo, múltiples conexiones pueden
ser muy costosas en largas distancias.
NOTA: A pesar de que la ISDN es todavía una tecnología importante para las redes de
proveedores de servicios de telefonía, con la introducción de conexiones DSL de alta
velocidad y otros servicios de banda ancha, está disminuyendo en popularidad como
una opción de conexión a Internet.
6.2.4 Frame Relay
Frame Relay es una tecnología simple WAN de capa 2, de multiacceso de no difusión
(nonbroadcast multiaccess NBMA por sus siglas in inglés), utilizado para interconectar
redes LAN empresariales. Una sola interfaz del ruteador se puede utilizar para
conectar varios sitios usando Circuitos Virtuales Privados (PVC por sus siglas en
inglés).
PVCs se utilizan para transportar tráfico de voz y datos entre un origen y un destino y
soportan velocidades de datos de hasta 4 Mbps, con algunos proveedores se llega
incluso tasas aún más altas.
Un ruteador de borde requiere una sola interfaz, incluso cuando se utilizan múltiples
circuitos virtuales (VCs). Una línea arrendada corta (short-leased line) en el borde de
la red Frame rRelay permite conexiones de bajo costo entre redes LAN ampliamente
dispersas.
7
Frame Relay crea PVCs, que son identificados de forma única por un identificador de
conexión de enlace de datos (DLCI por sus siglas en inglés). Las PVCs y las DLCIs
aseguran comunicación bidireccional desde un dispositivo DTE a otro.
Por ejemplo, en el ejemplo de la figura 8, R1 utilizará DLCI 102 para llegar a R2,
mientras que R2 utilizará DLCI 201 para llegar a R1. (Cisco, 2014, Connection
Networks, Connecting Networks Companion Guide, Cisco, Pg. 54-63).
Figura 8 Ejemplo de Topología Frame Relay
6.2.5 ATM
La tecnología de Modo de Transferencia Asíncrono (ATM por sus siglas en inglés) es
capaz de transferir voz, vídeo y datos a través de redes privadas y públicas. Está
construido sobre una arquitectura basada en células en lugar de en una arquitectura
basada en tramas.
Las Células ATM son siempre de una longitud fija de 53 bytes. La célula ATM contiene
una cabecera ATM de 5 bytes seguido de 48 bytes de carga útil ATM. Las pequeñas
células de longitud fija están bien adaptadas para transportar tráfico de voz y video
porque este tráfico es intolerante a demoras. El tráfico de vídeo y de voz no tiene que
esperar a que los paquetes de datos más grandes sean transmitidos.
8
La célula ATM es menos eficiente que las tramas y paquetes más grandes de Frame
Relay. Además, la celda ATM tiene al menos 5 bytes de cabecera para cada carga útil
de 48 bytes.
Cuando la célula está llevando a paquetes segmentados de la capa de red, la
cabecera es mayor debido a que el conmutador ATM debe ser capaz de volver a
montar los paquetes en el destino. Una línea ATM típica necesita casi un 20 por ciento
más ancho de banda que Frame Relay para transportar el mismo volumen de datos de
la capa de red.
ATM fue diseñado para ser extremadamente escalable y soporta velocidades de
enlace de T1 / E1 a OC-12 (622 Mbps) y más rápido.
ATM ofrece tanto PVCs (Private Virtual Circuits) y SVCs (Shared Virtual Circuits),
aunque los PVCs son más comunes con las WAN. Al igual que con otras tecnologías
compartidas, ATM permite varios conexiones virtuales (VCs) en una sola conexión de
línea arrendada al extremo de la red. (Cisco, 2014, Connection Networks, (Connecting
Networks Companion Guide, Pg. 54-63).
En el ejemplo de la Figura 9, el conmutador ATM transmite cuatro flujos de tráfico
diferente, consistente en vídeo, VoIP, web y correo electrónico.
Figura 9. Ejemplo de Topología ATM
6.2.6 Ethernet WAN
Ethernet fue desarrollado originalmente para ser una tecnología de acceso a LAN. En
ese momento, sin embargo, no era adecuada como una tecnología de acceso a WAN,
9
porque la longitud máxima del cable soportada era de 1 kilómetro. Sin embargo, los
estándares de Ethernet más recientes que utilizan cables de fibra óptica han hecho de
Ethernet una opción razonable de acceso WAN. Por ejemplo, el estándar IEEE
1000BASE-LX soporta longitudes de cable de fibra óptica de 5 km, mientras que el
estándar IEEE 1000BASE-ZX soporta longitudes de cable de hasta 70 km.
Los proveedores de servicios ofrecen ahora servicios WAN Ethernet utilizando el
cableado de fibra óptica. El servicio Ethernet WAN puede tener varios nombres,
incluyendo Ethernet Metropolitano (MetroE), Ethernet sobre MPLS (EoMPLS) y
Servicio de LAN Privada Virtual (VPLS). (Cisco, 2014, Connection Networks,
(Connecting Networks Companion Guide, Pg. 54-63).
La figura 10 muestra un ejemplo de topología Ethernet WAN.
Figura 10 Ejemplo de Topología Ethernet WAN
Algunos beneficios de Ethernet WAN son:
10
•
Reducción de los gastos y la administración: WAN Ethernet proporciona
una conmutación, de alto ancho de banda de red de Capa 2 capaz de gestionar
datos, voz, vídeo y todo en la misma infraestructura. Esta característica
aumenta el ancho de banda y elimina conversiones costosas con otras
tecnologías de WAN. Esta tecnología permite a las empresas conectarse entre
sí e internet, a precios económicos con numerosos sitios, en un área
metropolitana.
•
Fácil integración con las redes existentes: WAN Ethernet se conecta
fácilmente a redes LAN Ethernet existentes, lo que reduce costes y tiempo de
instalación.
•
Productividad empresarial mejorada: Ethernet WAN permite a las empresas
aprovechar las ventajas de las aplicaciones IP que mejoran la productividad
que son difíciles de implementar en redes TDM o Frame Relay, como las
comunicaciones Hosted IP, VoIP, vídeo streaming y video broadcast.
NOTA: Ethernet WAN han ganado en popularidad y son usadas comúnmente para
reemplazar los tradicionales Frame Relay y ATM WAN.
6.2.7 MPLS
Multiprotocol Label Switching (MPLS) es un multiprotocolo WAN de alto rendimiento
que dirige los datos de un ruteador al siguiente basado en rutas cortas etiquetadas en
lugar de direcciones de red IP.
MPLS tiene varias características que lo definen. Es un multiprotocolo, que significa
que tiene la capacidad de llevar cualquier carga útil incluyendo tráfico IPv4, IPv6,
Ethernet, ATM, DSL, y Frame Relay. Utiliza etiquetas que le dicen a un ruteador qué
hacer con un paquete.
MPLS es una tecnología de proveedor de servicios. Las líneas arrendadas entregan
bits entre sitios, mientras Frame Relay y Ethernet WAN entregan tramas entre sitios.
Sin embargo, MPLS puede entregar cualquier tipo de paquetes entre sitios. MPLS
pueden encapsular paquetes de varios protocolos de red. Es compatible con una
amplia gama de tecnologías WAN, incluyendo enlaces portadora-T / portadora-E,
Portadora Ethernet, ATM, Frame Relay y DSL.
11
La topología de ejemplo en la figura 11 muestra cómo se utiliza MPLS.
Figura 11. Ejemplo de Topología MPLS
Tenga en cuenta que los diferentes sitios pueden conectarse a la nube MPLS
utilizando diferentes tecnologías de acceso.
En la figura 11, CE (Customer Edge) se refiere al borde del cliente, PE (Provider Edge)
es el ruteador de borde de proveedor, que agrega y quita las etiquetas, mientras que P
es un enrutador interno del proveedor, que intercambia paquetes etiquetados MPLS.
NOTA: MPLS es principalmente una tecnología WAN de proveedor de servicios.
6.2.8 VSAT
Todas las tecnologías de red privada WAN mencionadas anteriormente, usan cobre o
medios de comunicación de fibra óptica. ¿Qué pasa si una organización necesita
conectividad en un lugar remoto donde no hay proveedores de servicios que ofrecen
servicio de WAN?
Very Small Aperture Terminal (VSAT) es una solución que crea una red privada WAN
utilizando comunicaciones por satélite. Un VSAT es una pequeña antena parabólica
similar a los utilizados para TV e Internet en casa. VSAT crea una red privada WAN al
tiempo que proporciona conectividad a lugares remotos.
12
En concreto, un ruteador se conecta a una antena parabólica que apunta al satélite de
un proveedor de servicios en una órbita geosíncrona en el espacio. Las señales deben
recorrer aproximadamente 35.786 kilómetros (22.236 millas) hasta el satélite y de
regreso.
El ejemplo de la Figura 12 muestra una antena VSAT en el techo de los edificios que
se comunican con una antena parabólica a miles de kilómetros en el espacio.
Figura 12. Ejemplo de Topología VSAT
7. Unidades de medida de transferencia de bits en una red
7.1 Capas y Unidades de datos del Modelo OSI
De acuerdo con la definición de la Wikipedia (Wikipedia, Formato de los datos,
Octubre 2014), el cuadro a continuación muestra las Unidades de Datos para cada
capa del Modelo OSI.
13
7.2 Tasa de Bits (Bit rate)
En informática y telecomunicaciones, el término tasa de bits (a menudo llamada tasa
de transferencia, o como variable R) define el número de bits que se transmiten por
unidad de tiempo a través de un sistema de transmisión digital o entre dos dispositivos
digitales (Prakash Gupta, 2006, Pag 7).
La tasa de transferencia es cuantificada usando la unidad bits por segundo (bit/s o
bps).
1 byte por segundo (1 B/s) corresponde a 8 bit/s.
7.3 Tasa de transferencia bruta de bits (Gross bit rate)
La tasa de transferencia bruta de bits (gross bit rate) de la capa física, tasa de
transferencia bruta de bits (raw bitrate), tasa de señalización de datos (data signaling
rate), tasa de transferencias de datos bruta (gross data transfer rate) o tasa de
transferencia decodificada (uncoded transmission rate, a veces escrita como una
variable Rb o fb) es el número total de bits por segundo transferidos físicamente sobre
un link de comunicaciones, incluyendo datos útiles así como también el encabezado
del protocolo (Dayan Adionel Guimaraes, 2009, Pag 692).
14
En el caso de comunicaciones seriales, la tasa de transferencia bruta de bits está
:
relacionada con el tiempo de transmisión de bits.
15
La tasa de bits de red de la capa física, tasa de información, la tasa de bits útil, la tasa
de carga útil, la tasa de transferencia de datos de red, la tasa de transmisión
codificada, la tasa efectiva de datos o velocidad de cable (lenguaje informal) de un
canal de comunicación digital es la capacidad excluyendo el encabezado de protocolo
de la capa física, por ejemplo multiplex por división de tiempo (TDM) bits de
entramado, los códigos redundantes de corrección de errores hacia adelante (FEC),
los símbolos de entrenamiento de ecualizador y otra codificación de canal.
Códigos de corrección de errores son comunes, especialmente en sistemas de
comunicación inalámbrica, normas de módem de banda ancha y de las modernas
redes de área local de alta velocidad a base de cobre. La tasa de bits neta capa física
es el régimen de datos medido en un punto de referencia en la interfaz entre la capa
de enlace de datos y capa física, y por consiguiente puede incluir enlace de datos y
capa superior encima de la cabeza. (Wikipedia, Noviembre 2014, Bit rate).
En módems y sistemas inalámbricos, adaptación de enlace (adaptación automática de
la velocidad de datos y modulación y / o esquema de codificación de errores) a
menudo se aplica. En ese contexto, el término bitrate máximo denota la tasa de bits de
red del modo de transmisión más rápida y menos robusta, que se utiliza por ejemplo
cuando la distancia es muy corta entre el emisor y el transmisor.
Algunos sistemas operativos y equipos de red puede detectar la "velocidad de
conexión " (lenguaje informal) de un dispositivo con tecnología de acceso a la red o de
un dispositivo de comunicación, lo que implica la velocidad neta de la tasa de bits.
Tenga en cuenta que el término tasa de en algunos libros de texto se define como la
velocidad de bits bruto, en otros como velocidad binaria neta.
La relación entre la velocidad de bits bruta (gross bit rate) y velocidad de bits neta (net
bit rate) se ve afectada por la tasa de código FEC de acuerdo a lo siguiente.
Net bit rate ≤ Gross bit rate · Tasa de código
Por ejemplo, el término tasa de bits neta (o velocidad de conexión) de una red
inalámbrica IEEE 802.11a es la tasa de bits neta de entre 6 y 54 Mbit/s, mientras que
la tasa de bits bruta es de entre 12 y 72 Mbit/s incluido los códigos de corrección de
16
errores.
La tasa de bits neta de ISDN2 de interfaz de velocidad básica (2 canales B + 1 canal
D) de 64 + 64 + 16 = 144 kbit / s también se refiere a las tasas de datos de carga útil,
mientras que la tasa de señalización del canal D es 16 kbit / s. La tasa de bits neta de
la norma de la capa física Ethernet 100Base-TX es de 100 Mbit / s, mientras que el
término tasa de bit bruta es de 125 Mbit / segundo, debido a la 4B5B (cuatro bits sobre
cinco bits) de codificación. En este caso, la tasa de bits bruta es igual a la tasa de
símbolos o tasa de pulso de 125 Mbaudios, debido al código NRZI.
En las tecnologías de comunicación sin corrección de errores hacia adelante y otro
encabezado del protocolo de la capa física, no hay distinción entre velocidad de bits
bruta y la tasa neta de la capa física. Por ejemplo, la red, así como la tasa de bits bruto
de Ethernet 10Base-T es de 10 Mbit / s. Debido al código Manchester, cada bit está
representado por dos impulsos, lo que resulta en una frecuencia de pulso 20
Mbaudios.
La "velocidad de conexión" de un módem V.92 de banda de voz típicamente se refiere
a la tasa de bits bruto, ya que no existe un código de corrección de errores
adicionales. Puede ser de hasta 56.000 bits / s descendentes y 48.000 bits / s
ascendentes.
Una tasa de bits más baja puede ser elegida durante la fase de establecimiento de la
conexión debido a la modulación adaptativa - esquemas de modulación más lentos
pero más robustos se eligen en caso de una pobre relación señal-ruido.
Debido a la compresión de datos, la tasa de transmisión de datos real o del caudal
puede ser más alta.
La capacidad de canal, también conocido como la capacidad de Shannon, es un límite
superior teórico para el término tasa de bit máxima neta, exclusiva de codificación de
corrección de errores hacia adelante, que es posible sin errores de bit para un
determinado enlace análogo físico de comunicación nodo a nodo.
17
Net bit rate ≤ Channel capacity
La capacidad del canal es proporcional al ancho de banda analógico en Hertz. Esta
proporcionalidad se denomina ley de Hartley. En consecuencia, la tasa de bits neta se
denomina a veces la capacidad de ancho de banda digital en bit / s.
7.5 Tasa de Transferencia de datos (Goodput)
Es el número de bits por unidad de tiempo transmitido a la correcta interfaz de destino
de la DUT / SUT, (Dispositivo en prueba/Sistema en prueba) menos los bits perdidos o
retransmitido. (D. Newman, 1999, Networking Group, Pag.14).
Goodput o velocidad de transferencia de datos se refiere al promedio alcanzado de la
tasa neta de bits que se entrega a la capa de aplicación, exclusiva de todos los
encabezados de protocolo, retransmisiones de paquetes de datos, etc.
Por ejemplo, en el caso de la transferencia de archivos, la velocidad de transferencia
de datos corresponde a la tasa de transferencia del archivo lograda. La tasa de
transferencia de archivos en bit / s se puede calcular como el tamaño de archivo (en
bytes) dividido por el tiempo de transferencia de archivos (en segundos) y multiplicado
por ocho. (Wikipedia, Octubre 2014, Goodput).
Como ejemplo, la velocidad de transferencia de datos de un módem V.92 de banda de
voz se ve afectada por los protocolos de la capa física y la capa de enlace del módem.
A veces es mayor que la tasa de datos de la capa física debido a la compresión de
datos V.44, y algunas veces menor debido a errores de bit y peticiones de
retransmisiones de repetición automática. Si la compresión de datos no es
proporcionada por el equipo de red o protocolos, tenemos la siguiente relación:
Tasa de transferencia de datos ≤ Caudal≤ Caudal máximo ≤ Tasa de bits neto
Para una ruta de comunicación determinado.
18
8. Medidas del rendimiento de una red
Rendimiento de la red (Network Performance) se refiere a las medidas de calidad de
servicio de un producto de telecomunicaciones visto por el cliente.
La siguiente lista da ejemplos de medidas de desempeño de red para una red
conmutada de circuitos y un tipo de red de conmutación de paquetes, ATM:
 Redes de conmutación de circuitos: En las redes de conmutación de
circuitos, el rendimiento de red es sinónimo de la calidad servicio. El número de
llamadas rechazadas es una medida de lo bien que la red está funcionando
bajo cargas de tráfico pesado Otros tipos de medidas de desempeño pueden
incluir el ruido, el eco y así sucesivamente.

ATM: En un modo de transferencia asíncrono (ATM) de la red, el rendimiento
puede ser medido por la tasa de línea, calidad de servicio (QoS), el caudal de
datos, tiempo de conexión, la estabilidad, la tecnología, la técnica de
modulación y mejoras del módem.
Hay muchas formas diferentes de medir el rendimiento de una red, ya que cada red es
diferente en naturaleza y diseño. El rendimiento también puede ser modelado; un
ejemplo de esto es usar diagramas de transición de estados para modelar colas
rendimiento en una red conmutada de circuitos. Estos diagramas permiten al
planificador de la red analizar cómo la red rendirá en cada estado, asegurando que la
red sea diseñada de manera óptima.
En muchas ocasiones se piensa erróneamente que tener un mayor caudal significa
una conexión "más rápida", sin embargo, el caudal, la latencia, el tipo de información
transmitida, y la forma en que la información es aplicada afectan la velocidad percibida
de una conexión.
8.1 Ancho de banda (Bandwith)
En las redes de computadoras y en la informática, ancho de banda, ancho de banda
de la red, ancho de banda de datos, o ancho de banda digital, es una medida de la
tasa de bits de los recursos disponibles o consumidos en comunicación de datos,
19
expresados en bits por segundo o en múltiplos de ella (bits / s, kilobits / s, Megabit / s,
Gigabit / s, etc.). (Wikipedia, Diciembre 2014, Bandwidth).
Ancho de Banda de una señal es la diferencia entre las ondas de las frecuencias más
altas y las más bajas que constituyen la señal. (Douglas E. Comer, 2008, Computer
Networks and Internet, Pag. 103).
8.1.1. Capacidad de ancho de banda de red
El término ancho de banda a veces define la tasa neta de bits (net bit rate) (o también
llamada tasa máxima de bits, tasa de información o tasa de bits útil de la capa física),
la capacidad del canal o el máximo caudal de una ruta de comunicación lógica o física
en un sistema de comunicación digital.
Por ejemplo, las pruebas de ancho de banda miden el caudal máximo de una red
informática. La razón de este uso es que de acuerdo a la ley de Hartley, la velocidad
de datos máxima de un enlace de comunicación físico es proporcional a su ancho de
banda en hertzios, que a veces se denomina ancho de banda de frecuencia, ancho de
banda espectral, el ancho de banda RF, el ancho de banda de la señal o ancho de
banda analógico.
8.1.2. El consumo de ancho de banda de red
Ancho de banda en bit / s también puede referirse a ancho de banda consumido,
correspondiente a caudal alcanzado o goodput, es decir, la tasa media de
transferencia exitosa de datos a través de una ruta de comunicación. Este sentido se
aplica a conceptos y tecnologías tales como la configuración del ancho de banda, el
manejo del ancho de banda, regulación del ancho de banda, tapón del ancho de
banda, la asignación de ancho de banda (por ejemplo el protocolo de asignación de
ancho de banda y la asignación de ancho de banda dinámica), etc.
El ancho de banda de un flujo de bits es proporcional a la señal promedio consumida
en Hertz (el ancho de banda espectral promedio de la señal analógica que representa
el flujo de bits) durante un intervalo de tiempo estudiado.
Ancho de banda de canal se puede confundir con el caudal de datos. Un canal con x
bps no necesariamente transmite datos a una tasa x, ya que los protocolos, la
20
encriptación y otros factores puede agregar una sobrecarga apreciable. Por ejemplo,
una gran cantidad de tráfico de Internet utiliza el protocolo de control de transmisión
(TCP), que requiere un apretón de manos de tres vías (three-way handshake) para
cada transacción, que, aunque en muchas implementaciones modernas es eficiente,
se le añade una sobrecarga significativa en comparación con los protocolos más
simples. En general, para cualquier comunicación digital eficaz, se necesita un
protocolo de tramas; sobrecarga y caudal efectivo depende de la implementación. El
caudal real es menor que o igual a la capacidad del canal real más la sobrecarga de la
implementación.
8.1.3 Ancho de banda Asintótica (Asymptotic bandwith)
El ancho de banda asintótica (formalmente caudal asintótico) para una red es la
medida de máximo caudal para una ávida fuente, por ejemplo, cuando el tamaño del
mensaje (el número de paquetes por segundo desde una fuente) se aproxima al
infinito.
Anchos de banda asintóticas son generalmente estimados por el envío de un número
de mensajes muy grandes a través de la red, midiendo el caudal de extremo a
extremo.
Como otros anchos de banda, el ancho de banda asintótica se mide en múltiplos de
bits por segundo.
8.1.4 Ancho de banda en alojamiento de web (Bandwith in webhosting)
En alojamiento de sitios web, el término "ancho de banda" es a menudo mal empleado
para describir la cantidad de datos transferidos hacia o desde el sitio web o servidor en
un plazo determinado de tiempo, para ejemplo el consumo de ancho de banda
acumulado durante un mes se mide en gigabytes por mes.
La frase más exacta utilizada para esto es, la cantidad máxima de transferida de datos
de cada mes o en un período dado es la transferencia de datos mensual.
21
Una situación similar puede ocurrir por los ISP de usuario final y, sobre todo, donde la
capacidad de red es limitada (por ejemplo, en zonas con bajo desarrollo en la
conectividad a Internet y en las redes inalámbricas).
8.1.5 Anchos de banda de conexión a Internet.
La tabla 3 muestra el ancho de banda máximo (la tasa neta de la capa de red física)
de tecnologías de acceso a Internet común.
Máximo Bitrate
56 kbit/s
1.5 Mbit/s
1.544 Mbit/s
2.048 Mbit/s
8 Mbit/s
10 Mbit/s
11 Mbit/s
24 Mbit/s
44.736 Mbit/s
54 Mbit/s
100 Mbit/s
155 Mbit/s
600 Mbit/s
622 Mbit/s
1 Gbit/s
2.5 Gbit/s
9.6 Gbit/s
10 Gbit/s
100 Gbit/s
Tipo de Conexión
Modem / Dialup
ADSL Lite
T1/DS1
E1 / E-carrier
ADSL1
Ethernet
Wireless 802.11b
ADSL2+
T3/DS3
Wireless 802.11g
Fast Ethernet
OC3
Wireless 802.11n
OC12
Gigabit Ethernet
OC48
OC192
10 Gigabit Ethernet
100 Gigabit Ethernet
Tabla 3. Máximo Bitrate por tipo de enlace.
8.2 Caudal (Network Throughput)
Es la tasa real que la información es transferida. El caudal es el número de mensajes
entregados con éxito por unidad de tiempo El Caudal es controlado por el ancho de
banda disponible, así como por la relación de señal-a-ruido disponible y limitaciones
de hardware. El caudal para este caso se entenderá que se medirá desde la llegada
del primer bit de datos en el receptor, para desacoplar el concepto de caudal del
concepto de latencia.
22
La Ventana de Tiempo es el período durante el cual el caudal es medido. La elección
de una ventana de tiempo apropiado a menudo domina los cálculos del caudal, y si la
latencia se toma en cuenta o no determinará si la latencia afecta al caudal o no.
8.3 Latencia
Es la demora entre el emisor y el receptor decodificándolo, esto es principalmente una
función del tiempo de viaje de las señales, y el tiempo de procesamiento en cualquier
nodo que la información atraviesa.
La velocidad de la luz impone un tiempo de propagación mínimo en todas las señales
electromagnéticas. No es posible reducir la latencia por debajo de este valor.
23
sido alterado debido a errores de ruido, interferencia, distorsión o la sincronización de
bits.
La proporción de la tasa de errores de bits (BER) es el número de errores de bit
dividido por el número total de bits transferidos durante un intervalo de tiempo
estudiado. BER es una medida de rendimiento sin unidades, a menudo expresada
como un porcentaje.
La probabilidad de error de bit p, es el valor esperado de la BER. La BER se puede
considerar como una estimación aproximada de la probabilidad de error de bit. Esta
estimación es precisa para un intervalo de tiempo largo y un alto número de errores de
bit. (Gaurav Shah, Andrés Molina, Matt Blaze, 2006, Keyboards and Covert Channels,
capítulo 8)
9. Medición del caudal de red
El caudal de una red puede medirse utilizando diversas herramientas disponibles en
diferentes plataformas.
Razones para medir el caudal en redes.
La gente a menudo se preocupa sobre la medición de la capacidad máxima del caudal
de datos en bits por segundo de un enlace de comunicaciones o acceso a la red.
Un método típico de realizar una medición es la transferencia de un archivo "grande"
de un sistema a otro sistema y medir el tiempo requerido para completar la
transferencia o copia del archivo.
El caudal se calcula dividiendo el tamaño del archivo por el tiempo que se demora en
recibir el caudal, en megabits, kilobits o bits por segundo.
Caudal = Tamaño de archivo / tiempo de transferencia
24
Desafortunadamente, los resultados de un ejercicio de este tipo a menudo se traducirá
en el goodput que es menor que el caudal de datos máximo teórico, lo que lleva a
creer que el enlace de comunicaciones no está operando correctamente.
De hecho, hay muchos encabezados reconocidos en el caudal en adición a las
encabezados generales de transmisión, incluyendo la latencia, el tamaño de la
ventana de recepción de TCP y las limitaciones del sistema, lo que significa que la
goodput calculada no refleja el caudal máximo alcanzable.
9.1 Teoría de la medición
El ancho de banda máximo se puede calcular como sigue:
25
Por lo general se lleva a cabo al tratar de descargar o cargar la máxima cantidad de
datos en un determinado período de tiempo, o una cierta cantidad de datos en la
cantidad mínima de tiempo.
Por esta razón, las pruebas de ancho de banda pueden retrasar las transmisiones por
Internet a través de la conexión a Internet, mientras se llevan a cabo.
9.3 Nomenclatura de las medidas de caudal
El caudal de los enlaces de comunicación se mide en bits por segundo (bit / s), kilobits
por segundo (kbit / s), megabits por segundo (Mbit / s) y gigabits por segundo (Gbit /
s).
Bit rates
Nombre
Símbolo Múltiplo
Prefijos Decimales (SI)
kilobit por segundo
kbit/s
103
megabit por segundo Mbit/s
106
gigabit por segundo
Gbit/s
109
terabit por segundo
Tbit/s
1012
Prefijos Binarios (IEC 80000-13)
Kibit/s
210
mebibit por segundo Mibit/s
220
gibibit por segundo
Gibit/s
230
tebibit por segundo
Tibit/s
240
kibibit por segundo
En esta aplicación, kilo, mega y giga son los prefijos estándar del Sistema
Internacional de Unidades (SI) que indican la multiplicación por 1000 (kilo), 1.000.000
(mega), y 1000000000 (giga).
Los tamaños de archivo se miden en bytes - kilobytes, megabytes y gigabytes, donde
un byte es de ocho bits.
En los libros de texto modernos un kilobyte se define como 1000 bytes, un megabyte
como millón de bytes, etc., de acuerdo con la norma 1998 de la Comisión
Electrotécnica Internacional (IEC). Sin embargo, la convención adoptada por los
26
sistemas Windows es definir 1 kilobyte es como 1024 (o 210) bytes, que es igual a 1
kibibyte. Del mismo modo, un tamaño de archivo de "1 megabyte" es 1024 × 1024
byte, igual a 1 mebibyte), y "1 gigabyte" 1024 × 1024 × 1024 = 1 byte gibibyte).
Un circuito de '64 k', por lo tanto, no transmitirá un archivo de '64 k' en un segundo.
En la actualidad, un archivo de 64 kilobytes es de 64 × 1024 × 8 bits de tamaño y el
circuito de 64 k transmitirá bits a una tasa de 64 × 1000 bit / s, por lo que la cantidad
de tiempo necesario para transmitir un archivo de 64 kilobytes sobre un circuito de 64
k será por lo menos (64 × 1024 × 8) / (64 x 1000) segundos, lo que resulta ser 8,192
segundos.
9.4 Compresión de datos en el caudal
Algunos equipos pueden mejorar las cosas mediante la compresión de los datos a
medida que se envía. Esta es una característica de la mayoría de los módems
analógicos y de varios sistemas operativos populares. Si el archivo de 64 K se puede
reducir por la compresión, el tiempo necesario para transmitir puede ser reducido. Esto
se puede hacer en forma invisible para el usuario, por lo que un archivo altamente
compresible puede ser transmitido considerablemente más rápido de lo esperado.
Como esta compresión "invisible" no puede ser fácilmente deshabilitada, se deduce
por lo tanto, que al medir el rendimiento mediante el uso de archivos y cronometrar el
tiempo para transmitir, uno debe utilizar los archivos que no se pueden comprimir.
Típicamente, esto hace usando un archivo aleatorio de datos, que se hace más difícil
comprimir cuanto más cercano a un archivo aleatorio este sea.
Suponiendo que sus datos no se pueden comprimir, los 8,192 segundos para
transmitir un archivo de 64 kilobytes sobre un enlace de comunicaciones de 64 kilobits
/ s es un tiempo mínimo teórico que no se logra en la práctica.
Esto es debido al efecto de los encabezados que se utilizan para dar formato a los
datos en una manera acordada de modo que ambos extremos de una conexión tienen
una visión consistente de los datos.
27
Hay por lo menos dos cuestiones que no son inmediatamente obvias para la
transmisión de archivos comprimidos.
(1) El caudal de la red propiamente dicha, no se mejora por la compresión. Desde la
perspectiva de extremo a extremo (servidor a cliente) la compresión mejora el caudal.
Eso es porque el contenido de la información para la transmisión de la misma cantidad
se incrementa a través de la compresión de archivos.
(2) Comprimir archivos en el servidor y el cliente usa más recursos de procesador en
ambos extremos. El servidor tiene que usar su procesador para comprimir los
archivos, si no están comprimidos. El cliente tiene que descomprimir los archivos a su
recepción. Esto puede ser considerado un costo (para el servidor y el cliente) por el
beneficio del incremento del caudal de extremo a extremo (aunque el caudal no ha
cambiado para la red propiamente dicha).
9.5 Los encabezados de transmisión y el formato de datos
Un enlace de comunicaciones común utilizado por muchas personas es el arranqueparada (start-stop) asíncrono o simplemente enlace serial "asíncrono". Si se tiene un
módem externo conectado al computador de casa o de la oficina, lo más probable es
que la conexión es a través de una conexión en serie asíncrona. Su ventaja es que es
simple, se puede implementar utilizando sólo tres cables: Enviar, Recibir y Señal de
Tierra (o Señal Común). En una interfaz RS232, una conexión inactiva tiene una
tensión negativa continua aplicada. Un bit 'cero' se representa como una diferencia de
voltaje positiva con respecto a la señal de tierra y un bit "uno" es un voltaje negativo
con respecto a señal de tierra, por lo tanto, indistinguibles del estado de reposo. Esto
significa que usted necesita saber cuándo un bit "uno" comienza a distinguirse del
inactivo. Esto se realiza acordando de antemano que tan rápido los datos se
transmitirán sobre un enlace, luego, se utiliza un bit de inicio para indicar el inicio de un
byte - Este bit de inicio será un bit "cero". Bits de parada son bits 'uno' es decir voltaje
negativo.
En realidad, más cosas se habrán acordado de antemano - la velocidad de transmisión
de bits, el número de bits por caracter, la paridad y el número de bits de parada (que
28
significa el final de un caracter). Así que una designación de 9600-8-E-2 sería 9.600
bits por segundo, con ocho bits por caracter, paridad par y dos bits de parada.
Una configuración común para una conexión serial asíncrona sería 9600-8-N-1 (9600
bit / s, 8 bits por caracter, sin paridad y 1 bit de parada) - un total de 10 bits
transmitidos para enviar un carácter de 8 bits (un bit de inicio, los 8 bits que componen
el byte transmitido y un bit de parada). Esta es un encabezado del 25%, por lo que un
enlace serial asíncrono de 9600 bits/s no transmitirá datos a 9600/8 bytes por segundo
(1200 bytes / s), pero en realidad, en este caso 9600/10 bytes por segundo (960
byte/s), que es considerablemente más lento de lo esperado.
Esto puede empeorar. Si se especifica la paridad y utilizamos 2 bits de parada, el
encabezado para llevar un carácter de 8 bits es de 4 bits (un bit de inicio, unos bits de
paridad y dos bits de parada) - o el 50%.
En este caso una conexión de 9600 bit/s llevará 9600/12 byte / s (800 bytes / s).
Interfaces Asincrónicas seriales comúnmente soportarán velocidades de transmisión
de bits de hasta 230,4 kbit / s. Si está configurado para no tener paridad y un bit de
parada, esto significa que la velocidad de transmisión de bytes es 23.04 kbytes / s.
La ventaja de la conexión serial asíncrona es su simplicidad. Una desventaja es su
baja eficiencia en llevar los datos. Esto se puede superar mediante el uso de una
interfaz síncrona.
En este tipo de interfaz, se añade una señal de reloj en un cable separado, y los bits
se transmiten en sincronía con el reloj - la interfaz ya no tiene que buscar los bits de
inicio y parada de cada caracter individual - sin embargo, es necesario tener un
mecanismo para asegurar que los relojes de envío y recepción se mantienen en
sincronía, es así que los datos se dividen en tramas de múltiples caracteres separados
por delimitadores conocidos.
Hay tres esquemas comunes de codificación para las comunicaciones en tramas HDLC, PPP y Ethernet.
29
9.5.1 Esquema de codificación HDLC
Cuando se utiliza HDLC (High-Level Data Link Control), en lugar de cada byte
teniendo un inicio, la paridad opcional y uno o dos bits de parada, los bytes se reúnen
en una trama. El inicio y el final de la trama son señalados por una "bandera", y la
detección de errores se lleva a cabo por la secuencia de verificación de trama. Si la
trama tiene una dirección de tamaño máximo de 32 bits, una parte de control de
tamaño máximo de 16 bits y una secuencia de verificación de trama de tamaño
máximo de 16 bits, el encabezado por trama podría ser tan alto como 64 bits. Si cada
trama es transportada por un solo byte, la eficiencia del caudal de transmisión de
datos sería extremadamente baja. Sin embargo, los bytes normalmente se reúnen
entre sí, por lo que incluso con un encabezado máximo de 64 bits, tramas que
transportan más de 24 bytes son más eficientes que las conexiones seriales
asíncronas. Como las tramas pueden variar en tamaño, ya que pueden tener
diferentes números de bytes que se transportan como datos, esto significa que el
encabezado de una conexión HDLC no es fijo.
9.5.2 Esquema de codificación PPP
El "protocolo de punto a punto" (PPP) está definido por los documentos de Solicitud de
Internet Para Comentario RFC 1570, RFC 1661 y RFC 1662.
En lo que respecta al tramado de paquetes, PPP es bastante similar a HDLC, pero
admite métodos de delimitación de tramas tanto de orientación a bits, así como
también de orientación a bytes ("octeto-relleno") mientras se mantiene la transparencia
de datos.
9.5.3 Esquema de codificación Ethernet
Ethernet es una tecnología de "red de área local" (LAN), que también es en tramas. La
forma en que la trama está definida eléctricamente en una conexión entre dos
sistemas es diferente de la tecnología típica de redes WAN que utiliza HDLC o PPP
implementados, pero estos detalles no son importantes para los cálculos de caudal.
Ethernet es un medio compartido, de manera que no se garantiza que sólo los dos
sistemas que están transfiriendo un archivo entre sí tendrán acceso exclusivo a la
conexión. Si varios sistemas están tratando de comunicarse simultáneamente, el
30
rendimiento entre cualquier par puede ser sustancialmente menor que el ancho de
banda nominal disponible.
9.6 Transporte de datos en protocolos de bajo nivel
Enlaces dedicados punto a punto no son la única opción para muchas conexiones
entre los sistemas. Servicios basados en Frame Relay, ATM, MPLS también se
pueden utilizar. Cuando se calcula o estima caudales de datos, los detalles de los
formatos de trama/celda/paquete y la aplicación detallada de tecnología, se necesita
entender la implementación.
9.6.1 Transporte de datos en Frame Relay
Frame Relay utiliza un formato HDLC modificado para definir el formato de trama que
transporta datos.
9.6.2 Transporte de datos en ATM
El "modo de transferencia asíncrono" (ATM) utiliza un método radicalmente diferente
de transportar datos. En lugar de utilizar tramas de longitud variable o paquetes, los
datos son transportados en células de tamaño fijo. Cada célula es de 53 bytes de
largo, con los primeros 5 bytes definidos como el encabezamiento y el 48 bytes
siguientes como carga útil. Las redes de datos generalmente requieren paquetes de
datos que son mayores de 48 bytes, por lo que hay un proceso de adaptación definido
que especifica cómo los paquetes grandes de datos deben dividirse en una forma
estándar para ser transportado por las células más pequeñas.
Este proceso varía de acuerdo a los datos transportados, por lo que en la
nomenclatura ATM, hay diferentes Capas de Adaptación ATM. El proceso definido
para la mayoría de los datos se denomina capa de adaptación ATM Nº 5 o AAL5.
Entender el caudal en enlaces ATM requiere un conocimiento de que capa de
adaptación ATM se ha utilizado para los datos que se transportaron.
9.6.3 Transporte de datos en MPLS
La conmutación de etiquetas multiprotocolo (MPLS) añade una marca estándar o
cabecera conocido como "etiqueta" a los paquetes de datos existentes. En ciertas
31
situaciones, es posible utilizar MPLS de una manera "apilada ', de modo que las
etiquetas se añaden a los paquetes que ya han sido etiquetados.
Las conexiones entre los sistemas MPLS también pueden ser "nativas", sin ningún
protocolo de transporte subyacente, o el etiquetado de paquetes MPLS se pueden
transportar como carga útil dentro de los paquetes frame relay o HDLC. Cálculos de
caudal correctos deben tomar en cuenta este tipo de configuraciones.
Por ejemplo, un paquete de datos podría tener dos etiquetas MPLS adjuntas a través
de “apilamiento de etiquetas', luego pueden ser colocados como carga útil dentro de
una trama HDLC. Esto genera más sobrecarga que tiene que tenerse en cuenta que
una sola etiqueta MPLS adjunta a un paquete el cual es entonces enviado
'nativamente', sin protocolo subyacente a un sistema receptor.
9.7 Transporte de datos en protocolos de nivel superior
Pocos sistemas transfieren archivos y datos simplemente copiando el contenido del
archivo en el campo 'datos' de tramas HDLC o PPP - otra capa de protocolo se utiliza
para dar formato a los datos dentro del campo "Datos" de la trama HDLC o PPP. El
protocolo de este tipo más comúnmente utilizado es el Protocolo de Internet (IP),
definida por RFC 791. Este impone sus propios encabezados generales.
Pocos sistemas simplemente copian el contenido de los archivos en paquetes IP, pero
utilizan otro protocolo que administra la conexión entre dos sistemas - TCP
(Transmission Control Protocol), que se define en el RFC 1812. Este añade su propio
encabezado.
Por último, una capa de protocolo final gestiona el proceso de transferencia de datos
real. Un protocolo que se utiliza comúnmente para esto es el "protocolo de
transferencia de archivos" (FTP), definido por RFC 959.
9.8 Herramientas disponibles para la medición del caudal
Esta sección no puede ser completa porque hay muchas herramientas disponibles,
algunos de los cuales son propiedad exclusiva y específica para aplicaciones de
proveedores.
32
Algunas de estas herramientas pueden ser utilizadas con fines nefastos. El uso de
estas herramientas, posiblemente, puede llevar a consecuencias perjudiciales, incluso
si quien la utiliza tiene sólo buenas intenciones.
Así que el uso de este debe, como mínimo, hacerse con precaución y una buena
comprensión de las herramientas.
•
HTTPing
•
HTTPing for Android
•
SpeedOf.Me, HTML5 Speed Test
•
Iperf bandwidth measuring tool
•
Pingb bandwidth estimating tool
10. ¿Qué afecta el rendimiento de una red WAN?
10.1 Causas principales del rendimiento de la red:
10.1.1 Latencia
La latencia, es el tiempo de ida y vuelta que resulta de aplicaciones y protocolos que
conversan, agravados por la distancia sobre la WAN.
Un servidor envía paquetes, pregunta si el otro servidor lo recibió, el otro servidor
responde, y van de ida y vuelta. Este tipo de comunicaciones repetidas puede pasar
de 2.000 a 3.000 veces para enviar un solo archivo de 60 MB. Una transacción de algo
simple puede introducir latencia de 20 ms a 1200 ms por transacción de un solo
archivo.
10.1.2 Tamaño de la ventana TCP
Cuando se añade más ancho de banda no necesariamente mejorará el rendimiento de
la WAN.
El tamaño de la ventana TCP limita el caudal para cada transmisión de paquetes.
Mientras más ancho de banda puede dar un tubo general más grande para manejar
33
más transacciones, cada transacción específica sólo puede ir a través de un tubo más
pequeño, y eso a menudo retrasa el rendimiento de las aplicaciones sobre la WAN.
(Gaurav Shah, Andrés Molina, Matt Blaze, Keyboards and Covert Channels, 2006)
34
Capítulo 2: Diagnóstico del problema estudiado
La situación actual de un mundo globalizado, ha hecho que las comunicaciones sean
parte importante de toda organización, por grande o pequeña que esta fuera, de tal
manera que las herramientas informáticas son imprescindibles para mantener una
adecuada comunicación y coordinación en todos los entes de la sociedad.
El Organismo Internacional parte de este análisis, cuenta con 186 países miembros
conectados en una Red de Área Amplia (WAN por sus siglas en inglés), en los cuales
se mantiene un estándar de infraestructura para la red local (LAN por sus siglas en
inglés), la misma que a su vez se categoriza de acuerdo al número de personas que
trabajan en las diferentes oficinas de país, teniendo así 3 categorías, pequeña,
mediana o grande.
Estas categorías a su vez marcan el tipo de equipos con los que cuenta la LAN de
cada país, estos equipos se diferencian entre una categoría y otra por la capacidad de
los mismos siendo así que en los países de menor tamaño se cuenta con equipos
adecuados para manejar un número inferior a 50 usuarios, los países de tamaño
medio cuentan con equipos para manejar un volumen de hasta 100 usuarios y los
países considerados grandes tienen capacidad para albergar más de 100 usuarios.
Cada una de estas oficinas cuenta con un data center, una red de área local y un
enlace de comunicaciones primario, el mismo que puede ser de dos tipos, MPLS o
VSAT, dependiendo de la región del planeta donde se encuentre y de la factibilidad del
uso de enlaces de alta velocidad o de enlaces satelitales de alta latencia.
Tanto en los enlaces de alta velocidad como también en aquellos con alta latencia, el
incremento en el uso de aplicaciones basadas en web y el uso de la nube, ya sea para
el almacenamiento como para el procesamiento de programas de correo electrónico
entre otras aplicaciones, hizo necesaria la búsqueda de una optimización de los
enlaces existente.
El primer paso que se tomó para mejorar el tiempo de respuesta de las aplicaciones,
fue incrementar el ancho de banda en los enlaces en cada país, teniendo como
35
resultado que a mayor incremento de ancho de banda, lo usuarios incrementaban el
uso de la aplicaciones y el enlace se veía saturado nuevamente, causando así el
decremento en el tiempo de respuesta a de las aplicaciones.
El segundo paso que se tomó fue la instalación de enlaces secundarios que tenían dos
objetivos principales, el primero era fungir como enlace de respaldo en caso que el
enlace primario llegue a fallar y el segundo objetivo era el dividir el uso de internet en
dos instancias, una instancia en la que se considere el tráfico en la red únicamente de
las aplicaciones internas de la organización o intranet, y otra instancia en la que se
considere el tráfico dirigido al internet.
Esto requirió un análisis para poder llegar a obtener una solución de optimización del
ancho de banda existente sin tener que incrementarlo y evitar así la saturación del
enlace con el respectivo decremento en el tiempo de respuesta de las aplicaciones.
Los datos que se capturaron en varios países donde se puede ver los tiempos de
respuesta del enlace al realizar varias pruebas se detallan a continuación.
Prueba
País
ARGENTINA
PERU
PAKISTAN
1
Abrir la página
principal de la
intranet.
BURUNDI
CAR
Usuario A
Usuario B
0.04
0.03
0.05
0.04
0.07
0.1
0.15
0.13
0.23
0.14
0.17
0.16
0.08
0.07
0.06
0.05
Zambia
SUDAN
CHINA
36
Prueba
País
ARGENTINA
PERU
PAKISTAN
2
Abrir una página de
la intranet.
BURUNDI
CAR
Usuario A
Usuario B
0.09
0.12
0.05
0.09
0.06
0.13
0.34
0.36
1.04
0.4
0.44
0.47
0.29
0.35
0.11
0.12
Usuario A
Usuario B
0.12
0.13
0.12
0.13
0.1
0.14
0.25
0.27
0.37
0.45
0.4
0.35
0.12
0.16
0.26
0.07
Zambia
SUDAN
CHINA
Test
País
ARGENTINA
PERU
PAKISTAN
3
Abrir otra página de
intranet.
BURUNDI
CAR
Zambia
SUDAN
CHINA
37
Test
País
ARGENTINA
PERU
PAKISTAN
4
Copiar un archivo
desde un drive
remoto.
BURUNDI
CAR
Usuario A
Usuario B
0.08
0.09
0.05
0.1
3.05
3.12
1.05
1.08
4.11
4.08
1.25
0.48
1.27
0.54
0.2
0.33
Usuario A
Usuario B
0.16
0.07
0.07
0.1
3.52
3.25
1.17
1.13
1.33
5.41
1.4
1
2.4
1.28
0.44
0.27
Zambia
SUDAN
CHINA
Test
País
ARGENTINA
PERU
PAKISTAN
5
Copiar un archivo a
un drive remoto.
BURUNDI
CAR
Zambia
SUDAN
CHINA
38
Test
País
ARGENTINA
PERU
PAKISTAN
Modificar un archive
6 y copiarlo al drive
remote.
BURUNDI
CAR
Usuario A
Usuario B
0.08
0.07
0.05
0.1
3.46
3.02
1.1
1.05
1.41
5.52
1.08
0.55
2.22
1.21
0.37
0.27
Usuario A
Usuario B
0.16
0.16
0.03
0.04
3.01
3.5
5.3
5.55
5.32
6.12
0.35
0.34
0.32
0.31
2.3
2.3
Zambia
SUDAN
CHINA
Test
País
ARGENTINA
PERU
PAKISTAN
7
OPE Launch
BURUNDI
CAR
Zambia
SUDAN
CHINA
39
Capítulo 3: Presentación de resultados
Actualmente existen en el mercado equipos que permiten acelerar la transmisión de la
información en redes WAN, estos equipos tienen la finalidad de optimizar el
rendimiento de la red sin tener que recurrir a incrementos en el ancho de Banda.
Uno de los equipos de mayor reconocimiento en la optimización y aceleración en
redes WAN son los equipos de la empresa Riverbed, los mismos que fueron
seleccionados para probar que se puede optimizar una red WAN sin tener que
incrementar el ancho de banda.
11. Modelo Propuesto
El diagrama de interconectividad propuesto se lo puede ver en la figura 13 a
continuación.
Figura 13. Diagrama de interconectividad
40
Los siguientes conceptos sobre optimizadores WAN hasta el punto 11.6 son tomados
del capítulo 1, de la tesis “Estudio de las características, funcionamiento, ventajas y
técnicas utilizadas en los optimizadores WAN”, cuyo autor es Javier Naufredo Suarez
Armijos, en el año 2012.
11.1 Concepto de optimizadores WAN
La Optimización WAN es la que permite visualizar, controlar, acelerar y asegurar las
aplicaciones críticas, optimizando el tráfico, conservando el ancho de banda, del
mismo modo que administra y mitiga las aplicaciones recreativas en una solución
integral y de forma centralizada, beneficiando desde oficinas centrales, hasta
sucursales y a usuarios móviles mientras se controlan los costos de ancho de banda y
se incrementa la productividad de los usuarios.
Se enfoca en datos de aplicaciones en masa, como transferencia de archivos, correo
electrónico que requieren tecnologías que puedan incrementar el desempeño de la
aplicación como compresión, cache, y optimización de protocolos (CIFS Protocolo de
Sistema de Archivo Común de Internet, MAPI Interfaz de Programación de Uso de
Mensajería, FTP Protocolo de Transferencia de Archivos) que hacen que se reduzca la
utilización de ancho de banda y se ahorren costos.
11.1 Evaluación de la necesidad de optimizar la WAN
Las herramientas de optimización WAN permiten mejorar el rendimiento y los tiempos
de respuesta en la red, además las aplicaciones por medio de las diferentes técnicas
permiten eliminar las transmisiones redundantes, comprimir y priorizar los datos para
así reducir el volumen de los protocolos de comunicación. Al mejorar el rendimiento de
la red WAN, este tipo de soluciones apoya a disminuir los costos operacionales, así
como los de hardware, software y ancho de banda, ayudando a las empresas a
mejorar la productividad del usuario.
Con el transcurso del tiempo el incremento del tráfico de datos corporativos pone a
prueba el rendimiento de la WAN y la productividad, además no siempre es una
solución dotarse de más ancho de banda.
41
Algunas de las herramientas para la optimización WAN es en muchos casos una
excelente solución, debido a que al construir una infraestructura WAN que conecte de
forma eficiente las sucursales con las sedes centrales es de mucha importancia para
la productividad de los empleados y el éxito del negocio. Una de las principales
necesidades es eliminar el efecto de la latencia que existe a nivel de las redes WAN,
además con este tipo de soluciones para optimizar la WAN se estará eliminando los
cuellos de botella.
11.3 Ventajas de los optimizadores WAN
Las ventajas de los optimizadores WAN es que pueden utilizar un software
especializado para incluir mini y macro computadoras como elementos de red, ya que
no son limitadas a espacio geográfico para establecer comunicación entre diferentes
tipos de PC. Puede llegar a utilizar enlaces de satélites, fibra óptica, aparatos de rayos
infrarrojos y de enlaces. Brinda mayor velocidad entre las múltiples sedes de la
organización.
La optimización WAN permite aumentar la velocidad de la red entre localizaciones
remotas, acelerando la transferencia de ficheros y de muchas aplicaciones como
correo, entre otras.
Se conseguirá una velocidad mayor en la red WAN, debido a que las aplicaciones
tendrán un mejor rendimiento ya que para esto se hace uso de las técnicas para la
optimización WAN como por ejemplo la técnica de compresión.
11.4 Desventajas de los optimizadores WAN
Los equipos deben tener gran capacidad de memoria, si se desea que el acceso sea
rápido. Poca seguridad en las computadoras como infección de virus, eliminación de
programas, etc. Además una de las principales desventajas es que el costo de los
equipos es muy elevado.
11.5 Beneficios de los optimizadores WAN
Las empresas cada vez se unen para utilizar redes WAN para dar conectividad a
diferentes
instalaciones
y
soporte
a
numerosos
servicios,
equipándolo
a
funcionalidades y requerimientos a las redes LAN internas.
42
Uno de estos servicios es el acceso a aplicaciones y bases de datos.
Debido a que los servidores están afianzados y localizados en instalaciones remotas y
no son accesibles a través de la LAN.
Esta consolidación de servidores contribuye ventajas positivas a las organizaciones,
pero también transporta problemas, como una menor velocidad de acceso a los datos
y de ejecución de las aplicaciones.
En muchos equipos de sistemas quieren averiguar si existe la manera de que la
velocidad de acceso por WAN no difiera mucho de la LAN, sin que esto requiera
incrementar los costos. La solución que se presentaba de forma inmediata era
incrementar el ancho de banda, aunque resulta muy costoso y muchas de las veces
económicamente inviable.
Sin embargo, este problema en la actualidad se lo puede solucionar por medio de una
nueva tecnología que se la conoce como aceleración de aplicaciones WAN, que
permite optimizar el rendimiento de las aplicaciones a través de las redes WAN.
Gracias a esta innovadora tecnología es posible asegurar el nivel de servicio de una
aplicación extremo a extremo, disponer de una completa transparencia del tráfico
WAN y además gestionarlo de forma sencilla pero eficiente a la vez.
11.6 Funcionamiento de los optimizadores WAN
Para logar optimizar el ancho de banda se utilizan equipos optimizadores que analizan
el tráfico en péquenos bloques y crean patrones que se almacenan. Si en algún
instante la misma información vuelve a ser transmitida por el equipo, en lugar de volver
a transmitir todos los bits, simplemente se envía una referencia de los patrones. El
equipo optimizador que se encuentra en el otro extremo recibe la referencia y la
reemplaza por todo el tráfico al que ésta representa.
Estos equipos optimizadores no deben ser confundidos con otros equipos que realizan
funciones similares, pero son muy diferentes en su funcionamiento, como las cachés,
los compresores de tráfico y los traffic shapers.
43
Los traffic-shapers, por su parte, no reducen la cantidad de información transmitida,
sino que aprovechan momentos de exceso de ancho de banda para enviar la
información.
A diferencia de las cachés y los compresores, si un texto ha sufrido una pequeña
modificación, los optimizadores enviarán sólo la modificación y las referencias a los
bloques ya enviados, mientras que las cachés y los compresores vuelven a transmitir
toda la información.
Los beneficios en cuanto a optimización no se limitan a reducir el ancho de banda
necesario para un determinado nivel de servicio, sino que incluyen también elementos
de valor añadido como aceleración de determinadas aplicaciones, capacidad de
unificar y securizar servicios, QoS (Calidad de Servicio), obtención de informes y
estadísticas sobre tráfico de red y gestión centralizada de la infraestructura.
11.7 Tecnología usada por los Aceleradores de Riverbed
11.7.1 Tecnología SteelHead
SteelHead es una nueva tecnología en la que un dispositivo Steelhead se ubica en un
centro de datos y otro dispositivo se ubica en el borde. Steelhead trabaja con cualquier
red WAN, ya que se encuentra detrás de los ruteadores, que terminan la WAN en cada
extremo. A peor rendimiento de la WAN y a mayor distancia entre los lugares que se
conecten, mayor será el efecto de optimización WAN de Steelhead en el rendimiento.
La tecnología SteelHead analiza cada paquete según van entrando y saliendo del
ruteador. Desde este punto, el Sistema de Optimización de Riverbed (RiOS®), que es
el software que potencia el StellHead, utiliza una combinación de tres tecnologías para
aumentar
el
rendimiento
de
la
WAN.
(Riverbed,
Octubre
2014,
http://www.riverbed.com/products/wan-optimization/)
11.7.1.1 Racionalización de datos (Data streamlining)
•
No reenviar datos redundantes: El proceso de de-duplicación de datos
elimina bytes de la WAN. Los datos que se acceden repetidamente por los
usuarios a través de WAN no son enviados repetidamente. En cambio,
44
pequeñas referencias de 16 bytes se envían para permitir al dispositivo
Steelhead saber que estos datos ya se han sido enviados y se pueden reensamblar localmente. Una vez enviado, estos datos nunca necesitan ser
enviados de nuevo.
•
Referenciación de datos escalable: Un usuario al descarga un documento
desde un servidor de archivos, la tecnología Steelhead ve el archivo en los
lugares de envío y recepción y rompe el documento en paquetes y las
almacena. Si el usuario modifica el documento y lo envía por correo
electrónicos a 10 colegas en la ubicación original del archivo. En este caso, los
únicos datos enviados a través de la WAN son los pequeños cambios
realizados en el documento y las referencias de 16 bytes donde se indica al
dispositivo Steelhead, en el otro extremo, la forma de volver a re-ensamblar el
documento.
•
Los datos son datos: Sin importar el formato o aplicación de donde vienen los
datos son datos. Eso significa una reducción en lo que necesita ser enviado a
través de la WAN. Por ejemplo, las palabras "el" y "a" aparecen en los archivos
de varias aplicaciones, estos bytes tienen el mismo aspecto y por lo tanto no
necesitan ser enviados. Este tipo de de-duplicación puede quitar 65-95% de
bytes que se transmiten por la red WAN.
11.7.1.2 Racionalización de transporte (Transport streamlining)
•
Optimización de transporte: Racionalización de transporte hace más eficiente
a TCP, lo que significa menos información y menos viajes de ida y vuelta. Por
ejemplo, TCP tradicional hace lo que se conoce como un "proceso de lento
comienzo," donde se envía la información en pequeños trozos y sigue enviando
trozos cada vez más grandes hasta que el servidor de recepción no puede
manejar el tamaño del fragmento. Entonces se comienza de nuevo como al
principio y repite el proceso. La optimización de transporte evita el reinicio y
sólo busca el tamaño óptimo de paquetes y envía paquetes sólo en ese
tamaño.
•
Combinar racionalización de datos con racionalización del transporte
para una mayor eficacia WAN: Gracias a la racionalización en el transporte,
45
se hacen menos viajes de ida y vuelta (una reducción de hasta el 98%), y se
envían más datos por viaje. Esto se suma a un caudal mucho más alto. Pero es
más que eso, porque un solo paquete virtualmente puede llevar megabytes de
datos re-empacando la carga útil con referencias de 16 bytes en lugar de datos
repetitivos.
11.7.1.3 Racionalización de aplicación
Por último, racionalización de aplicación está especialmente afinada para una
creciente lista de protocolos de aplicación que incluyen CIFS, HTTP, HTTPS, MAPI,
NFS y SQL. Estos módulos específicos entienden el “chattiness” de cada protocolo y
trabajan para mantener la conversación en la LAN, donde “chattiness” no es un factor,
por lo que no crea latencia, antes de realizar transmisiones a través de la WAN.
11.8 Especificaciones de los equipos Riverbed
(a) Inbound (WAN to LAN) Steelhead capacity is unrestricted; outbound WAN capacity can be expected up to the amount listed. On the 2050, 5050, and 6050, total WAN capacity equals
inbound traffic + outbound traffic
(b) No enforced optimized WAN bandwidth limit
(c) For Data Center to Data Center workloads, WAN capacity is up to 1 Gbps. For DC to remote office workloads, recommended WAN capacity is up to 622 Mbps
(d) TCP and UDP flows can be expected up to the amount listed
(e) No PFS support
(f) Data store uses fault tolerant striped configuration
(g) Hot swappable disks
(h) Optional Network Bypass cards: Dual and Quad LX and SX GigE Fiber GigE, Quad Copper GigE, Dual 10GbE SR/LR
(k) Raw disk capacity allocated to the RSP partition. About 7GB is used by RSP package and filesystem. Partner packages need additional storage (based on the size of the package)
(m) RSP requires additional 2GB of memory, 6050 requires 4GB, 7050 requires 8GB. RSP packages on the 550 are limited to 1.5GB memory since the software is unable to use the full 2GB of
additional memory.
(n) Over 4Gbps of LAN performance with 2.5X data reduction when configured to use jumbo Ethernet frames.
(o) The 5050L and the 1050 B/W increases require RiOS 5.5.7 or 6.0.2 onwards
(p) Multiple inpath interfaces were used to achieve this throughput. Up to 40Gbps throughput (rx+tx traffic). Requires version INT 3.0 with XBridge enabled. WCCP and PBR configurations are
not supported when XBridge is enabled.
46
12. Aplicación del modelo propuesto
12.1 Equipo optimizador WAN de Riverbed instalado en el rack principal.
12.2 Conexión del Acelerador Riverbed con el Switch primario
47
12.3 Vista posterior de los puertos en el equipo
12.4 Slots disponibles en el equipo
48
12.5
12.6
Diagrama de conectividad WAN
49
13. Pruebas realizadas con el optimizador Riverbed StellHead.
Estas pruebas se las ha dividido en 7 pruebas con un total de veinte pasos, los pasos
del uno al veinte, se deben realizar antes y después de la instalación del acelerador
WANx de Riverbed; preferiblemente realizar
la prueba utilizando dos cuentas de
usuario diferentes y se deben usar dos equipos diferentes.
13.1 Prueba 1 – Tiempo de acceso a la página principal de la intranet
 Paso 1: Abrir la página web principal de intranet de la institución.
 Paso 2: Medir el tiempo que toma que la página se cargue totalmente.
13.2 Prueba 2 - Tiempo de acceso a una página web de la intranet
 Paso 3: Abrir la página web “TRAVEL” desde la intranet de la institución.
 Paso 4: Medir el tiempo que toma que la página se cargue totalmente.
13.3 Prueba 3 – Tiempo de acceso a una segunda página web de la intranet
 Paso 5: Abrir la página web “TRS” desde la intranet de la institución.
 Paso 6: Medir el tiempo que toma que la página se cargue totalmente.
13.4 Prueba 4 – Tiempo de copia de un archivo desde un servidor en el HUB a un
disco local.
 Paso 7: Conectarse a un drive de red ubicado en el HUB, W:\WanX test\.
 Paso 8: Realizar una búsqueda dentro de uno de los folders dentro del drive de
red.
 Paso 9: Luego realizar la copia de un documento desde el drive de red en el
HUB hasta un disco local en el computador local. TestDoc.docx.
 Paso 10: Medir cuanto tiempo toma la copia del archivo.
•
No tomar en cuenta el tiempo indicado por el Sistema operativo sino realizar la
prueba con un cronometro.
50
13.5 Prueba 5 – Tiempo de copia de un archivo desde un servidor en el HUB a un
disco local.
 Paso 11: Renombrar el mismo archivo que fue copiado al drive local por
TestDoc-COName.docx.
 Paso 12 Copiarlo al drive de red, a la misma carpeta de donde fue tomado,
W:\WanX test.
 Paso 13: Medir cuanto tiempo toma la copia del archivo.
•
No tomar en cuenta el tiempo indicado por el Sistema operativo sino realizar la
prueba con un cronometro.
13.6 Prueba 6 - Copia de segundo archivo desde un disco local a un servidor en
el HUB.
 Paso 14: Renombrar el archivo del drive local TestDoc-COName.docx por
TestDoc-COName Modified.docx.
 Paso 15: Abrir en Word el archivo renombrado y borrar las 2 primeras páginas.
 Paso 16: Grabar el archivo en el drive local.
 Paso 17: Copiarlo al drive de red, a la misma carpeta de donde fue tomado.
 Paso 18: Medir cuanto tiempo toma la copia del archivo.
•
No tomar en cuenta el tiempo indicado por el Sistema operativo sino realizar la
prueba con un cronometro.
•
Al final de este paso se habrán copiado 2 archivos al drive de red.
13.7 Prueba 7 - Tiempo para abrir una aplicación web de la institución
 Paso 19: Abrir la aplicación web “OPE” de la institución.
 Paso 20: Medir el tiempo que toma desde que se da click en el icono hasta que
la página está totalmente cargada.
51
13.8 Criterio de selección de los países
Este modelo se lo aplicó a todos los países, sin embargo para realizar este análisis
solo se tomó una muestra de ocho países, la selección ha sido realizada tomando en
cuenta factores como el tipo de conexión y el tipo de equipo Riverbed instalado.
Adicionalmente se ha tomado en cuenta la ubicación geográfica del país, de tal
manera que se incluyen países de las siguientes regiones donde tiene presencia el
Organismo Internacional objeto de este análisis.La Tabla 4 muestra los países
seleccionados.
 Latinoamérica
 África
 Asia del Este
 Asia del Sur
País
Conexión
Modelo de Riverbed
Argentina
MPLS
1050M
Perú
MPLS
1050M
Pakistán
MPLS
1050M
Burundi
VSAT
1050L
CAR
VSAT
1050L
Zambia
VSAT
1050L
Sudan-Khartoum VSAT
1050L
China
1050H
MPLS
Tabla 4. Tabla de países seleccionados para las pruebas
14. Resultados de la prueba
Los resultados de las pruebas y los cálculos de la optimización detallan el país
donde se realizó la prueba, el tiempo que tomó la prueba con el Usuario A y el
tiempo que tomó la prueba con el Usuario B; estas pruebas se realizaron antes de
la instalación del equipo de optimización de WAN Riverbed. El cálculo de la
52
optimización se lo realiza por pregunta y dentro de cada pregunta por cada país y
por cada usuario.
14.1 Resultados consolidados por prueba
PRUEBA
14.1.1 Resultado prueba 1 – Tiempo de acceso a la página principal de la intranet
1
Tiempo antes de
Riverbed (seg)
Tiempo después de
Riverbed (seg)
Optimización
User A
User B
User A
User B
ARGENTINA
BURUNDI
CAR
CHINA
PAKISTAN
PERÚ
SUDAN
0.04
0.15
0.23
0.06
0.07
0.05
0.08
0.03
0.13
0.14
0.05
0.1
0.04
0.07
0.04
0.1
0.12
0.04
0.07
0.03
0.04
0.03
0.09
0.09
0.03
0.04
0.04
0.06
Δ
User
A
0%
33%
48%
33%
0%
40%
50%
Zambia
0.17
0.16
0.07
0.07
59%
56%
33%
30%
PAÍS
Promedio de mejora:
Δ
User
B
0%
31%
36%
40%
60%
0%
14%
PRUEBA
14.1.2 Resultado prueba 2 - Tiempo de acceso a una página web de la intranet
2
Tiempo antes de
Riverbed (seg)
Tiempo
después
Riverbed (seg)
Optimización
0.1
Δ
User
A
-44%
Δ
User
B
17%
0.25
0.25
26%
31%
0.24
0.1
0.11
0.05
0.38
0.1
0.2
0.09
0.07
0.05
0.24
0.2
77%
9%
-83%
0%
-31%
77%
50%
25%
46%
44%
31%
57%
4%
38%
PAÍS
User A
de
User B
User A
User B
ARGENTINA 0.09
0.12
0.13
BURUNDI
0.34
0.36
CAR
CHINA
PAKISTAN
PERÚ
SUDAN
Zambia
1.04
0.11
0.06
0.05
0.29
0.44
0.4
0.12
0.13
0.09
0.35
0.47
Promedio de mejora:
53
PRUEBA
14.1.3 Resultado prueba 3 – Tiempo de acceso a una segunda página web de la
intranet
Tiempo antes de
Tiempo después de
Optimización
Riverbed (seg)
Riverbed (seg)
PAÍS
Δ
Δ
User A
User B
User A
User B
User User
A
B
ARGENTINA 0.12
0.13
0.14
0.11
-17% 15%
BURUNDI
0.25
0.27
0.15
0.17
40% 37%
CAR
0.37
0.45
0.34
0.16
8%
64%
CHINA
0.26
0.07
0.32
0.12
-23% -71%
3
PAKISTAN
0.1
0.14
0.07
0.08
30% 43%
PERÚ
0.12
0.13
0.1
0.1
17% 23%
SUDAN
0.12
0.16
0.11
0.13
8%
19%
Zambia
0.4
0.35
0.13
0.2
68% 43%
Promedio de mejora:
16%
22%
PRUEBA
14.1.4 Resultado prueba 4 – Tiempo de copia de un archivo desde un servidor en el HUB a un
disco local.
4
Tiempo antes de
Riverbed (seg)
Tiempo después de
Riverbed (seg)
PAÍS
ARGENTINA
BURUNDI
CAR
CHINA
PAKISTAN
PERÚ
SUDAN
Zambia
User A
User B
User A
User B
0.08
1.05
4.11
0.2
3.05
0.05
1.27
1.25
0.09
1.08
4.08
0.33
3.12
0.1
0.54
0.48
0.03
0.12
0.49
0.13
0.33
0.02
0.11
0.26
0.02
0.15
0.05
0.13
0.08
0.01
0.01
0.04
Promedio de mejora:
Optimización
Δ
User
A
63%
89%
88%
35%
89%
60%
91%
79%
Δ
User
B
78%
86%
99%
61%
97%
90%
98%
92%
74%
88%
54
PRUEBA
14.1.5 Resultado prueba 5 – Tiempo de copia de un archivo desde un servidor en
el HUB a un disco local.
Tiempo antes de
Tiempo después de
Optimización
Riverbed (seg)
Riverbed (seg)
PAÍS
Δ
Δ
User A
User B
User A
User B
User User
A
B
ARGENTINA 0.16
0.07
0.02
0.03
88% 57%
BURUNDI
1.17
1.13
0.13
0.12
89% 89%
CAR
1.33
5.41
0.23
3.05
83% 44%
CHINA
0.44
0.27
0.12
0.09
73% 67%
5
PAKISTAN
3.52
3.25
0.1
0.05
97% 98%
PERÚ
0.07
0.1
0.02
0.01
71% 90%
SUDAN
2.4
1.28
0.1
0.15
96% 88%
Zambia
1.4
1
0.15
0.08
89% 92%
Promedio de mejora:
86%
78%
PRUEBA
14.1.6 Resultado prueba 6 - Copia de un segundo archivo desde un disco local a
un servidor en el HUB.
Tiempo antes de
Tiempo después de
Optimización
Riverbed (seg)
Riverbed (seg)
PAÍS
Δ
Δ
User A
User B
User A
User B
User User
A
B
ARGENTINA 0.08
0.07
0.02
0.03
75% 57%
BURUNDI
1.1
1.05
0.12
0.1
89% 90%
CAR
1.41
5.52
0.07
0.15
95% 97%
CHINA
0.37
0.27
0.13
0.08
65% 70%
6
PAKISTAN
3.46
3.02
0.06
0.04
98% 99%
PERÚ
0.05
0.1
0.02
0.02
60% 80%
SUDAN
2.22
1.21
0.15
0.18
93% 85%
Zambia
1.08
0.55
0.09
0.1
92% 82%
Promedio de mejora:
83%
83%
55
PRUEBA
14.1.7 Resultado prueba 7 - Tiempo para abrir una aplicación web de la
institución
Tiempo antes de
Tiempo después de
Optimización
Riverbed (seg)
Riverbed (seg)
PAÍS
Δ
Δ
User A
User B
User A
User B
User User
A
B
ARGENTINA 0.16
0.16
0.1
0.08
38% 50%
BURUNDI
5.3
5.55
0.45
0.48
92% 91%
CAR
5.32
6.12
0.22
0.45
96% 93%
CHINA
2.3
2.3
1.18
0.59
49% 74%
7
PAKISTAN
3.01
3.5
0.2
0.15
93% 96%
PERÚ
0.03
0.04
0.03
0.02
0%
50%
SUDAN
0.32
0.31
0.31
0.31
3%
0%
Zambia
0.35
0.34
0.26
0.24
26% 29%
Promedio de mejora:
49% 60%
PRUEBA
14.2 Resultados consolidados país
ARGENTINA:
Tiempo antes de
Riverbed (seg)
PAÍS
User A
User B
1
2
3
4
5
6
7
0.04
0.09
0.12
ARGENTINA 0.08
0.16
0.08
0.16
0.03
0.12
0.13
0.09
0.07
0.07
0.16
Tiempo después de
Riverbed (seg)
User A
User B
0.04
0.13
0.14
0.03
0.02
0.02
0.1
0.03
0.1
0.11
0.02
0.03
0.03
0.08
Promedio de mejora:
Optimización
Δ
User
A
0%
-44%
-17%
63%
88%
75%
38%
Δ
User
B
0%
17%
15%
78%
57%
57%
50%
29%
39%
56
PRUEBA
BURUNDI
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo antes de
Riverbed (seg)
Tiempo después de
Riverbed (seg)
PAÍS
BURUNDI
User A
User B
User A
User B
0.15
0.34
0.25
1.05
1.17
1.1
5.3
0.13
0.36
0.27
1.08
1.13
1.05
5.55
0.1
0.25
0.15
0.12
0.13
0.12
0.45
0.09
0.25
0.17
0.15
0.12
0.1
0.48
Promedio de mejora:
Optimización
Δ
User
A
33%
26%
40%
89%
89%
89%
92%
Δ
User
B
31%
31%
37%
86%
89%
90%
91%
65%
65%
PRUEBA
CAR:
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo antes de
Riverbed (seg)
Tiempo después de
Riverbed (seg)
PAÍS
CAR
User A
User B
User A
User B
0.23
1.04
0.37
4.11
1.33
1.41
5.32
0.14
0.4
0.45
4.08
5.41
5.52
6.12
0.12
0.24
0.34
0.49
0.23
0.07
0.22
0.09
0.2
0.16
0.05
3.05
0.15
0.45
Promedio de mejora:
Optimización
Δ
User
A
48%
77%
8%
88%
83%
95%
96%
Δ
User
B
36%
50%
64%
99%
44%
97%
93%
71%
69%
PRUEBA
CHINA:
Tiempo antes de
Riverbed (seg)
Tiempo después de
Riverbed (seg)
Optimización
User A
User B
User A
User B
1
2
0.06
0.11
0.05
0.12
0.04
0.1
0.03
0.09
Δ
User
A
33%
9%
3
0.26
0.07
0.32
0.12
-23%
0.2
0.44
0.37
2.3
0.33
0.27
0.27
2.3
0.13
0.12
0.13
1.18
0.13
0.09
0.08
0.59
35%
73%
65%
49%
Δ
User
B
40%
25%
71%
61%
67%
70%
74%
34%
38%
4
5
6
7
PAÍS
CHINA
Promedio de mejora:
57
PRUEBA
PAKISTAN:
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo antes de
Riverbed (seg)
Tiempo después de
Riverbed (seg)
PAÍS
PAKISTAN
User A
User B
User A
User B
0.07
0.06
0.1
3.05
3.52
3.46
3.01
0.1
0.13
0.14
3.12
3.25
3.02
3.5
0.07
0.11
0.07
0.33
0.1
0.06
0.2
0.04
0.07
0.08
0.08
0.05
0.04
0.15
Promedio de mejora:
Optimización
Δ
User
A
0%
-83%
30%
89%
97%
98%
93%
Δ
User
B
60%
46%
43%
97%
98%
99%
96%
46%
77%
PRUEBA
PERÚ:
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo antes de
Riverbed (seg)
Tiempo después de
Riverbed (seg)
PAÍS
PERÚ
User A
User B
User A
User B
0.05
0.05
0.12
0.05
0.07
0.05
0.03
0.04
0.09
0.13
0.1
0.1
0.1
0.04
0.03
0.05
0.1
0.02
0.02
0.02
0.03
0.04
0.05
0.1
0.01
0.01
0.02
0.02
Promedio de mejora:
Optimización
Δ
User
A
40%
0%
17%
60%
71%
60%
0%
Δ
User
B
0%
44%
23%
90%
90%
80%
50%
35%
54%
PRUEBA
SUDAN:
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo antes de
Riverbed (seg)
Tiempo después de
Riverbed (seg)
PAÍS
SUDAN
User A
User B
User A
User B
0.08
0.29
0.12
1.27
2.4
2.22
0.32
0.07
0.35
0.16
0.54
1.28
1.21
0.31
0.04
0.38
0.11
0.11
0.1
0.15
0.31
0.06
0.24
0.13
0.01
0.15
0.18
0.31
Promedio de mejora:
Optimización
Δ
User
A
50%
-31%
8%
91%
96%
93%
3%
Δ
User
B
14%
31%
19%
98%
88%
85%
0%
44%
48%
58
ZAMBIA:
Tiempo antes de
Riverbed (seg)
Tiempo después de
Riverbed (seg)
PAÍS
1
2
3
4
5
6
7
ZAMBIA
User A
User B
User A
User B
0.17
0.44
0.4
1.25
1.4
1.08
0.35
0.16
0.47
0.35
0.48
1
0.55
0.34
0.07
0.1
0.13
0.26
0.15
0.09
0.26
0.07
0.2
0.2
0.04
0.08
0.1
0.24
Promedio de mejora:
Optimización
Δ
User
A
59%
77%
68%
79%
89%
92%
26%
Δ
User
B
56%
57%
43%
92%
92%
82%
29%
70%
64%
14.3 Comparación gráfica de los resultados
1. Abrir la página principal del
intranet
0,25
Tiempo
0,2
0,15
0,1
Sin Riverbed A
Sin Riverbed B
Con Riverbed A
0,05
Con Riverbed B
0
59
2. Abrir una página web del intranet
1,2
1
Tiempo
0,8
Sin Riverbed A
0,6
Sin Riverbed B
0,4
Con Riverbed A
Con Riverbed B
0,2
0
3. Abrir una aplicación web del
intranet
0,5
0,45
0,4
Tiempo
0,35
0,3
0,25
Sin Riverbed A
0,2
Sin Riverbed B
0,15
Con Riverbed A
0,1
Con Riverbed B
0,05
0
60
4. Copiar archivo de un drive de red
4,5
4
3,5
Tiempo
3
2,5
2
Sin Riverbed A
Sin Riverbed B
1,5
Con Riverbed A
1
Con Riverbed B
0,5
0
5. Copiar archivo a un drive de red
6
5
Tiempo
4
3
Sin Riverbed A
Sin Riverbed B
2
1
Con Riverbed A
Con Riverbed B
0
61
6. Copiar un archivo modificado a un
drive de red
6
5
Tiempo
4
Sin Riverbed A
3
Sin Riverbed B
2
Con Riverbed A
Con Riverbed B
1
0
7. Abrir una aplicación
7
6
Tiempo
5
4
3
2
1
Sin Riverbed A
Sin Riverbed B
Con Riverbed A
Con Riverbed B
0
62
14.4 Resultados generales por prueba
Prueba 1:
Prueba 2:
Prueba 3:
Prueba 4:
Prueba 5:
Prueba 6:
Prueba 7:
PROMEDIO GENERAL
Usuario A
33%
4%
16%
74%
86%
83%
49%
49%
Usuario B
30%
38%
22%
88%
78%
83%
60%
Promedio A y B
31%
21%
19%
81%
82%
83%
55%
57%
53%
14.5 Resultados generales por país, tipo de conexión y equipo utilizado
Promedio
usuario A y B
Argentina:
Burundi:
CAR:
China:
Pakistán:
Perú:
Sudan:
Zambia:
PROMEDIO MEJORA GENERAL:
29%
65%
71%
34%
46%
35%
44%
70%
39%
65%
69%
38%
77%
54%
48%
64%
49%
57%
Tipo de
Enlace
MPLS
VSAT
VSAT
MPLS
MPLS
MPLS
VSAT
VSAT
Modelo de
Equipo
1050M
1050L
1050L
1050H
1050M
1050M
1050L
1050L
= 53%
63
Conclusiones
De acuerdo a los resultados obtenidos podemos identificar que la optimización que se
logró luego de la instalación del acelerador WAN, alcanza un promedio de más del
50%, lo que demuestra la hipótesis planteada de que se puede optimizar una red
únicamente instalado un dispositivo acelerador de WAN, que a su vez evitan la subida
en los costos mensuales por disminuir la necesidad en el incremento en el ancho de
banda.
Promedio General por prueba =
64
Recomendaciones
El porcentaje de optimización en la prueba dos, es bastante disparejo, lo que hace
concluir que el personal encargado de recolectar los datos, no siguió las instrucciones
en forma apropiada o que las instrucciones no fueron suficientemente claras. Se
recomienda volver a ejecutar esta prueba luego de hacer una revisión de las
instrucciones de la misma.
Para tener una mejor comparación,
se debe especificar para todas las pruebas,
cuantos decimales deben ser tomados en cuenta para los resultados proporcionados.
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